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2024-05-27 16:37:29

科大揭示肠道微生物环境与肿瘤免疫微环境相互作用机制

导读 结直肠癌是消化系统的主要恶性肿瘤之一,全球男性和女性新发病例分别排第三和第二位。由于该病发病率高,免疫治疗反应率低,因此有必要找出...

结直肠癌是消化系统的主要恶性肿瘤之一,全球男性和女性新发病例分别排第三和第二位。由于该病发病率高,免疫治疗反应率低,因此有必要找出环境阻碍因素,以制定更精准有效的治疗策略。

中国科学技术大学免疫应答与免疫治疗重点实验室朱澍教授和潘文教授团队揭示了梭状芽孢杆菌在结直肠癌中介导的肿瘤免疫逃逸机制,并开发了一种基于噬菌体的干预方法。该研究发表在《Immunity》杂志上。

结肠是肠道微生物数量最多的区域。过去几十年,研究人员发现伤寒沙门氏菌(S. typhi)和具核梭杆菌(F. nucleatum)可通过激活 Wnt/β-catenin 通路带来结直肠癌风险。然而,这一发现仅代表肠道中 10 13种细菌对宿主影响的一小部分。

研究团队在前期研究中与山东大学褚波教授课题组合作,发现结直肠癌患者的肠道中富含厌氧消化链球菌(P. anaerobius),厌氧消化链球菌对肿瘤预后有负面影响。事实上,肠道中不仅分布有大量上皮细胞,人体一半以上的免疫细胞和70%以上的T细胞都分布在肠道这个最大的黏膜免疫器官中。

CD8 + T 细胞是重要的免疫细胞,能够通过各种机制激活和消灭肿瘤细胞。在结直肠癌中,CD8 + T 细胞的浸润水平和基因表达模式在决定预后方面起着关键作用。然而,对于结直肠癌肿瘤微环境中功能失调的 CD8 + T 细胞与肠道细菌/代谢物之间错综复杂的关系的理解仍然有限。此外,对于影响 CD8 + T 细胞抗肿瘤功能的特定细菌/代谢物的知识也很少。

为了寻找调控CD8 + T细胞抗肿瘤功能的细菌和代谢物,科研人员构建了来源于肠道微生物的小分子代谢物库,经过严格的体外筛选和体内验证,发现梭菌通过bai操纵子产生的次级胆汁酸——脱氧胆酸(DCA)能有效抑制CD8 + T细胞的效应功能,促进结直肠癌的生长。

进一步研究发现,DCA可能与质膜钙泵、质膜Ca 2+ ATPase结合,增强其活性,促进Ca 2+的外排,最终使CD8 + T细胞的效应功能减弱。阻断细菌DCA的生物合成途径可有效抑制细菌对CD8 + T细胞效应功能的抑制作用,从而阻断DCA对小鼠肿瘤生长的影响。利用噬菌体特异性靶向裂解C. scindens,可有效抑制C. scindens的免疫抑制和促肿瘤作用。

该研究揭示了肠道微生物生态系统与肿瘤免疫微环境相互作用的新途径,对减轻特定微生物的免疫抑制作用具有潜在意义。