人体中存在着数量巨大的微生物，多数位于肠道，可通过和免疫系统的相互作用影响人体健康，并调控心血管疾病、糖尿病、炎症性肠病、癌症等众多疾病的发生。揭开共生微生物的秘密，利用有益微生物开发新型治疗手段，是当前健康和医疗领域的重要任务。

结肠癌是世界第三大癌症，每年约180万新增病例，而急慢性肠道炎症是引发结肠癌的主要因素之一。宏基因组测序已证实，多种肠道菌群和结肠癌的发生或预防具有相关性，但具有保护性功能的单一菌株却极少被发现。

这项新研究要点如下：

1. 抗癌小鼠模型的发现。髓系敲除TAK1后，小鼠在高浓度DSS诱导的结肠炎模型中可100%存活，在AOM/DSS结肠癌模型中几乎无明显肿瘤发生（只在部分个体中产生极少肿瘤）。相比于绝大多数比野生型（WT）更敏感的小鼠品系，这是目前为止唯一能够完全抵抗结肠炎和结肠癌的小鼠模型。

2. 特异性肠道菌群的功能。16S测序发现，Tak1^ΔM/ΔM小鼠的肠道菌群和对照组有显著差异。抗生素处理后的Tak1^ΔM/ΔM小鼠在失去肠道菌群的同时会丧失对疾病模型的抵抗力。相反，通过移植Tak1^ΔM/ΔM小鼠的肠道菌群，WT小鼠可获得对结肠炎和结肠癌的抵抗力。

3. 先天免疫信号和Th17细胞的介导。Tak1^ΔM/ΔM小鼠中，IL-1β和IL-6水平显著升高，伴随着肠道Th17细胞数量的激增。IL-1R1或IL-6的缺陷可导致Tak1^ΔM/ΔM小鼠中Th17细胞数量下降，并伴随对炎症和结肠癌的抵抗力缺失。RORγt的敲除能够特异性抑制IL-17A分泌，干扰Th17细胞的分化，并同样使Tak1^ΔM/ΔM小鼠丧失对疾病的抵抗力。将Tak1^ΔM/ΔM小鼠肠道中分选出的Th17细胞注入WT小鼠体内，可产生一定的保护作用。

4. 单一保护菌株的鉴定。通过宏基因组测序，Tak1^ΔM/ΔM小鼠中的高度富集菌株被鉴定出来，并在WT小鼠中进行功能性检测。其中丰度最高的Odoribacter splanchnicus可在普通和无菌小鼠中诱导Th17细胞的分化，并对结肠炎和结肠癌具有显著保护作用。

综上所述，此研究通过对Tak1^ΔM/ΔM抗癌小鼠模型的深度分析，验证了肠道菌群、先天免疫信号、和肠道Th17细胞在结肠癌中的重要作用，并鉴定出具有保护功能的单一菌株，从而对肠道炎症和结肠癌的预防和治疗提供了新的思路。

王荣福教授为本文通讯作者，邢常胜博士为第一作者。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.chom.2021.03.016