結直腸癌（CRC）中存在的代謝組改變可使癌症進展，而健康的腸道微生物組抑制結直腸癌細胞中的腫瘤生長。密歇根大學醫學院的研究人員發現，特別是糞便代謝物reuterin在CRC細胞系和體內具有細胞毒性作用。密歇根大學醫學院和密歇根大學羅傑斯癌症中心的首席研究員Joshua W. Goyert在2022 NCCN年會報告了這一研究成果，並指出這一發現可能具有重要的藥理學意義。
特定的遺傳基因突變、生活方式、飲食和一般炎症特徵與結直腸部的發生和進展有關，但微生物群在該疾病進程中所起的作用並不十分明確。最近的宏基因組工作描述了在整個CRC進展過程中微生物組的階段特異性變化。在此基礎上，Goyert等進一步對這些微生物及其代謝物如何影響CRC的生長和發展進行了研究。
為此，研究人員研究了細菌來源的糞便代謝物。CRC細胞增殖實驗發現，從健康對照人群中分離的糞便代謝物對癌細胞增殖有顯著的抑制作用，而從結直腸癌患者身上分離出的糞便代謝物與健康的人類供體相比，生長更快，抑制更少。
研究人員從遺傳致瘤小鼠模型中分離的糞便代謝物對CRC細胞增殖有類似的影響——健康小鼠糞便代謝物對體外CRC細胞增殖有顯著抑制作用，而患病小鼠糞便代謝物對細胞增殖無抑制作用。
非靶向代謝組學鑒定了野生型小鼠中最豐富的50種細菌來源的代謝物，其中由羅伊氏乳桿菌產生的reuterin是抑制CRC細胞增殖的最主要代謝物。一系列的生長篩選發現reuterin在濃度低至10 μ M時具有抑制生長的特性。有趣之處在於，reuterin的生長抑制作用僅限於癌細胞，且低劑量對CRC細胞系就有顯著影響；然而，reuterin不能抑制健康人體腸道細胞的增殖。
然後，研究人員試圖描述reuterin能夠抑制CRC細胞生長的機制。從靶向代謝組學中，研究人員注意到reuterin處理的細胞中谷胱甘肽代謝上調了6倍。此外，通過流式細胞儀檢測，經reuterin處理的CRC細胞中活性氧顯著增加，而reuterin處理的健康腸道細胞系中活性氧沒有同樣的增加。
採用異種移植模型，將SW480 CRC細胞注射到裸鼠中，並灌胃給予羅伊氏乳桿菌。灌胃羅伊氏乳桿菌的小鼠與灌胃磷酸鹽緩衝鹽水的小鼠相比，腫瘤體積顯著減少。從遺傳小鼠系中發現，餵食羅伊氏乳桿菌的小鼠比餵食磷酸鹽緩衝鹽水的小鼠的存活率顯著提高。
實驗證明，微生物組對CRC細胞有生長抑制作用，特別是reuterin複合物，能夠減少CRC細胞的氧化應激，抑制腫瘤增殖和體內模型的腫瘤體積。
Goyert最後在報告中指出，來自健康供體的糞便代微物在體外抑制結直腸癌細胞的生長。Reuterin通過誘導結直腸癌細胞的氧化應激，優先抑制腸癌細胞的生長。這一結果令人難以置信。隨着時間的發展，這種微生物組產生的代謝物可能有很大的藥理學價值，但仍有待探索。
