-癌癥的惡化與轉(zhuǎn)移(Metastasis)會受到一種名為“促轉(zhuǎn)移龕(premetastatic niche)”結(jié)構(gòu)的形成而加速發(fā)生,而后者主要由原發(fā)部位腫瘤相關(guān)因子的刺激形成。此前研究發(fā)現(xiàn),結(jié)直腸癌細(xì)胞往往會向肝臟轉(zhuǎn)移。在最近發(fā)表在《Cancer Cell》雜志上的一篇文章中,來自意大利Humanitas研究醫(yī)院的Maria Rescigno教授等人發(fā)現(xiàn)肝臟中促轉(zhuǎn)移龕的形成依賴于結(jié)腸癌原發(fā)部位附近的細(xì)菌擴散,而該過程是由于腸道血管屏障的損傷導(dǎo)致的。由于PV-1是指征腸道血管屏障損傷的標(biāo)志物,因此其有希望作為預(yù)測結(jié)腸癌細(xì)胞向肝臟轉(zhuǎn)移的診斷標(biāo)記。
(圖片來源:www.cell.com)
在這項研究中,作者首先調(diào)查了結(jié)腸癌患者腸道血管屏障損傷的情況。為此,作者收集了179名未轉(zhuǎn)移結(jié)直腸癌患者以及10名健康人的腸切片樣本,并進行了染色分析。結(jié)果顯示,PV-1的表達水平在結(jié)腸癌原發(fā)部位以及周圍健康組織中并無明顯差異。進一步,作者將患者樣本根據(jù)其后期進展情況分為兩組,其中100名患者沒有發(fā)生轉(zhuǎn)移與惡化,另外79名患者則發(fā)生了轉(zhuǎn)移與惡化。分析結(jié)果顯示,發(fā)生轉(zhuǎn)移與惡化的患者樣本中PV-1的表達量明顯高于前者。該結(jié)果預(yù)示著PV-1可能是預(yù)測患者腸癌進展的新型標(biāo)志物。
(圖1,PV-1是預(yù)測結(jié)腸癌患者肝臟轉(zhuǎn)移風(fēng)險的新型標(biāo)志物)
進一步,作者對腸癌患者血管屏障損傷所導(dǎo)致的后果進行了探究。16s rDNA染色結(jié)果表明。在腸道血管損傷發(fā)生后,患者肝轉(zhuǎn)移部位會有大量的細(xì)菌聚集,該結(jié)果將腸道血管組織損傷與細(xì)菌的轉(zhuǎn)移之間建立了聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上,作者對細(xì)菌在肝臟中的定位進行了進一步的探究。結(jié)果表明,細(xì)菌往往更加傾向于聚集在具有高增殖能力的癌細(xì)胞組織間隙。
那么細(xì)菌的遷徙以及在肝臟中的聚集究竟對癌癥的轉(zhuǎn)移惡化產(chǎn)生怎樣的影響呢?對此,作者建立了自發(fā)性的小鼠腸癌模型,在APC基因缺失的情況下,小鼠會自發(fā)性地出現(xiàn)腸道腫瘤病變。之后,作者利用FITC-Dextran對小鼠的腸道完整性進行了檢測,結(jié)果表明,腫瘤發(fā)生到一定階段之后會出現(xiàn)腸道破損,這意味著細(xì)菌可能會從腸道向組織內(nèi)部擴散。之后,作者通過細(xì)胞學(xué)等角度的分析,發(fā)現(xiàn)細(xì)菌在肝臟部位的聚集會重塑后者的基因表達圖譜,并且刺激其分泌一系列驅(qū)化因子,這將進一步誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞向肝臟的聚集。
(圖2,細(xì)菌聚集導(dǎo)致肝臟中促轉(zhuǎn)移壁龕的形成)
通過對細(xì)菌進行分離培養(yǎng)以及功能學(xué)方面的分析,作者鑒定出了一類叫做E.coli C17的大腸桿菌菌株,該細(xì)菌能夠刺激腸道血管屏障的損傷,進而導(dǎo)致腸道細(xì)菌向宿主體內(nèi)的轉(zhuǎn)移,其中代表性的就是細(xì)菌向肝臟的轉(zhuǎn)移并且刺激后者招募中性粒細(xì)胞,進而誘導(dǎo)其成熟。
最后,作者建立了AOM-DSS誘導(dǎo)的小鼠自發(fā)性腸癌模型,并且給與小鼠抗生素處理。結(jié)果顯示,抗生素處理并不會影響原發(fā)部位的腫瘤數(shù)量,但是會顯著影響其向肝臟的轉(zhuǎn)移效率。綜上,作者首次揭示了腸道菌群促進結(jié)直腸癌細(xì)胞向肝臟轉(zhuǎn)移并促進其促轉(zhuǎn)移龕形成的內(nèi)在機制,并且提供了診斷結(jié)直腸癌惡化風(fēng)險的新型標(biāo)志物,這些發(fā)現(xiàn)對于將來結(jié)直腸癌的研究與臨床治療均有特殊的意義。(世聯(lián)博研(Bioexcellence) 世聯(lián)博研Bioexcellence)
小編推薦會議 2021年(第七屆) 腸道微生態(tài)與健康國際研討會
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