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Probiotic strain Lactobacillus plantarum YYC-3 prevents colon cancer in mice by regulating the tumour microenvironment - 30/05/20

Doi : 10.1016/j.biopha.2020.110159 
Yuanchun Yue a, b , Kai Ye c , Jing Lu b , Xinyu Wang d , Shuwen Zhang b , Liu Liu b , Baoyu Yang a , Khaled Nassar b , Xiaoxi Xu a, , Xiaoyang Pang b, , Jiaping Lv b,
a College of Food Science, Northeast Agricultural University, Harbin, 150030, PR China 
b Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing, 100193, PR China 
c Department of Radiology, Peking University Third Hospital, Beijing, PR China 
d National Laboratory of Biomacromolecules, CAS Center for Excellence in Biomacromolecules, Institute of Biophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100101, PR China 

Corresponding authors.

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Highlights

Oral administration of Lactobacillus plantarum strain YYC-3 substantially inhibited tumour development in APCMin/+ mice.
L. plantarum YYC-3 reduced the production of inflammatory cytokines and infiltrating immune cells.
Oral administration of L. plantarum YYC-3 could preventing alteration of the gut microbiota.

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Abstract

The gut microbiota plays important roles in chronic inflammation and colon cancer. Lactobacillus is a gut-resident probiotic with benefits to host health. We recently identified Lactobacillus plantarum strain YYC-3 with strong inhibition against two colon cancer cell lines (HT-29 and Caco2). However, the inhibitory effect of YYC-3 against colon cancer in vivo has not been verified. Thus, in the present study, we explored the probiotic function of strain YYC-3 and its cell-free supernatant (YYCS) respectively in the APCMin/+ mouse model of colon cancer during tumour development and growth, and the underlying anti-cancer mechanism. Treatment of both strain YYC-3 and the YYCS prevented the occurrence of colon tumours and mucosal damage in APCMin/+ mice fed a high-fat diet, although YYC-3 had a stronger anti-cancer effect. The mechanism involved modulation of the immune system and downregulated expression of the inflammatory cytokines interleukin (IL)-6, IL-17 F, and IL-22, along with reduced infiltration of inflammatory cells. Moreover, YYC-3 suppressed activation of the NF-κB and Wnt signalling pathways, and restored the altered gut microbiota composition to closely match that of wild-type mice. These results lay a theoretical foundation for application of YYC-3 in colon cancer prevention.

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Keywords : Lactobacillus plantarum YYC-3, Probiotic, Colon cancer, Gut microbiota, Immune system


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Vol 127

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