科學(xué)家揭示“胞內菌”在腫瘤轉移定植過(guò)程中起關(guān)鍵作用

科技日報記者4月8日從西湖大學(xué)獲悉，該校生命科學(xué)學(xué)院蔡尚團隊在《細胞》期刊在線(xiàn)發(fā)表最新研究論文，首次證實(shí)乳腺癌組織中存在多種獨特的“胞內菌”，并揭示它們在腫瘤轉移定植過(guò)程中所起的關(guān)鍵作用。

這項研究鑒定了腫瘤微環(huán)境中長(cháng)期被忽視的新成分，揭示了影響腫瘤轉移的新因素，為臨床控制腫瘤轉移提供了全新的視角。

胞內菌影響的不是腫瘤生長(cháng)

2020年左右，有研究發(fā)現，細菌也是癌癥本身的組成部分，存在于廣泛的癌癥類(lèi)型中。這類(lèi)細菌絕大多數存在于細胞質(zhì)內，被稱(chēng)為“胞內菌”。

那么，胞內菌在腫瘤發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程中扮演著(zhù)什么樣的角色?2017年起，蔡尚團隊基于經(jīng)典的小鼠自發(fā)乳腺癌模型，構建了嚴格的腫瘤菌群研究體系，對這一問(wèn)題啟動(dòng)了專(zhuān)項研究。

蔡尚介紹，當時(shí)“胞內菌”還是一個(gè)未被證實(shí)的猜想。胞內菌在腫瘤細胞內的含量很低，研究團隊不斷改良檢測和染色方法，觀(guān)察到小鼠腫瘤里的細菌定位，并通過(guò)高分辨率的電鏡清晰地看到了細菌存在于細胞質(zhì)內。

下一步，研究團隊對這些“胞內菌”的功能進(jìn)行了探索。一個(gè)簡(jiǎn)單的思路是：清除這些細菌，看看腫瘤會(huì )發(fā)生什么變化。

“結果顯示，清除腫瘤菌群之后，腫瘤重量并沒(méi)有受到影響，但肺轉移顯著(zhù)下降。這表明，腫瘤菌群很可能影響的不是腫瘤的生長(cháng)，而是轉移過(guò)程。” 蔡尚說(shuō)。

胞內菌可以促進(jìn)腫瘤細胞轉移

基于此發(fā)現，研究團隊提出假設：腫瘤組織中的胞內菌會(huì )和腫瘤細胞一起遷移到達遠端器官并影響轉移。也就是說(shuō)，腫瘤里的細菌會(huì )跟著(zhù)腫瘤細胞一起跑到身體的其他部分。

為了驗證這個(gè)假設，他們對原位腫瘤、肉眼可見(jiàn)的肺轉移灶、含有微小轉移灶的肺組織以及正常的肺和乳腺組織進(jìn)行細菌16S測序。

“分析結果顯示，早期肺轉移的細菌可能仍帶有原位腫瘤的菌群特征，而隨著(zhù)腫瘤的生長(cháng)、擴散，漸漸開(kāi)始受肺部微環(huán)境的影響。” 蔡尚介紹。

再通過(guò)分離并染色循環(huán)腫瘤細胞，研究團隊發(fā)現：循環(huán)腫瘤細胞能夠帶著(zhù)胞內菌“跑到”遠端器官;而回輸這些胞內菌到腫瘤細胞內，可以看到腫瘤細胞在人體內“跑動(dòng)”過(guò)程中的生存能力更強，甚至那些不容易轉移的乳腺癌，在輸入胞內菌以后，也開(kāi)始轉移。

“這就有力地證明了胞內菌可以促進(jìn)腫瘤細胞的轉移。” 蔡尚說(shuō)。

胞內菌為腫瘤細胞轉移“打掩護”

為什么胞內菌可以促進(jìn)腫瘤細胞轉移?

“事實(shí)上，在轉移過(guò)程中，癌癥細胞沒(méi)有我們想象中那么威力無(wú)邊，血管里的血壓會(huì )對它造成損傷。” 蔡尚說(shuō)。

他補充說(shuō)，但其團隊研究發(fā)現，胞內菌入侵腫瘤細胞后，會(huì )通過(guò)特定的信號通路來(lái)重塑細胞骨架，幫助腫瘤細胞抵抗血管里的壓力，避免轉移過(guò)程中受到損傷。

這就解釋了，為什么擁有胞內菌的腫瘤細胞跑到遠端器官的能力更強。

最后，研究團隊從小鼠回歸到人體，收集了配對的乳腺癌病人的腫瘤組織、癌旁組織和淋巴結組織，分析各自菌群的組成。

“結果顯示，小鼠乳腺癌組織和人乳腺癌組織具有相同的微生物譜和動(dòng)態(tài)變化，這表明，人乳腺癌菌群可能在人癌癥發(fā)生和進(jìn)展中起著(zhù)相似的作用。” 蔡尚說(shuō)。(科技日報記者 劉園園)

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