饮食可以通过改变人体的生理作用或直接干扰药物的药效来调节药物的功效和毒性。
新的证据表明，饮食还可以通过改变微生物群的组成或生理作用，或微生物群与宿主之间的相互作用来调节药物的功效和毒性。
今天推送的是一篇发表在《NatureCommunications》杂志上名为“Dietaryserine-microbiotainteractionenhanceschemotherapeutictoxicitywithoutalteringdrugconversion”的文章。
文献中提到饮食摄入和微生物群是临床治疗干预的未来发展的方向。然而，饮食和微生物对宿主体内药物反应的影响和相关的体外研究的优势之间存在的不等同性，这大大限制了饮食，微生物或两者共同作用作为药物治疗干预措施的发展。
先来了解下
化疗药物的细胞毒性原理：
FUdR（氟脲苷）是胃肠道癌常用的化疗药物，别称氟尿嘧啶脱氧核苷，为氟尿嘧啶的脱氧核苷衍生物，注射后在体内转化为活性型氟尿苷单磷酸盐，抑制脱氧胸苷酸合成酶，阻止脱氧尿苷酸甲基化转变为脱氧胸苷酸，从而阻断DNA的合成和抑制RNA的形成，致使肿瘤细胞死亡。
研究人员使用了一种易于处理的系统，该系统能够对饮食，药物，微生物和宿主四者之间的相互作用进行分子解剖。通过这种四向模型系统，剖析了微生物和宿主对FUdR（氟脲苷）的药物反应，以及在培养基中添加胸苷和丝氨酸后两者的变化。
胸苷添加四向模型
丝氨酸添加四向模型
化疗药物的线虫模型毒性原理：
首先，作者研究了化疗药物FUdR（氟脲苷），大肠杆菌和秀丽隐杆线虫之间三向相互作用的潜在毒性机理。
在微生物方面，我们验证了FUdR转化为5-氟尿嘧啶一磷酸（FUMP），而不是dTMP耗竭致使秀丽隐杆线虫死亡。
在宿主方面，我们定义了FUdR毒性靶向线粒体RNA和DNA，线虫死于线粒体至自噬轴的激活。
然后，我们研究了膳食代谢产物，FUdR，大肠杆菌和秀丽隐杆线虫之间的四向相互作用。
模型结果显示，通过胸苷或丝氨酸的饮食补充，通过改变微生物的代谢，将亚致死剂量的FUdR（subLth-FUdR，无明显毒性）转变为致死剂量（％胚胎死亡）。
但是，胸苷和丝氨酸的作用机理却不同。
胸苷只是增强了驱动三向相互作用的机制，而丝氨酸则通过在大肠杆菌中以及因此在宿主中实现dTMP耗尽而发挥作用。
最为引人注目的是，饮食中的丝氨酸重新定义或恢复了宿主途径在执行FUdR毒性中的作用，揭示了四向饮食-药物-微生物-宿主相互作用中的亚表型复杂性。
人类在肠道中拥有多种菌群，其组成在个体之间和个体内部都不相同。而这些微生物都可以参与饮食成分和药物的代谢，通过改变饮食，药物，微生物和宿主代谢产物，副产物和信号分子或同时改变组成链可以进一步代谢或改变其他微生物和宿主的生理过程。
因此，我们可以推测体内药物-微生物-宿主共代谢关系的错综复杂。本文介绍的简化的四向相互作用的复杂性既凸显了对机理研究的广泛需求，也凸显了我们要实现微生物群的全部治疗潜力所面临的挑战。
或许在未来的某一天，临床医生给患者开具的处方，不再是单一的药品，而是在此基础上添加更为详细的饮食指南和个体化的微生物制剂，从而就能帮助患者达到最佳的治疗效果。
往期回顾
▲长期摄入全谷物会降低肝癌风险哦！
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