荷蘭研究者Clevers等利用類器官模型，給出了感染特定的腸道細(xì)菌可導(dǎo)致結(jié)直腸癌突變的研究證據(jù)，研究報告在《自然》雜志提前發(fā)表。(Nature. 2020年2月27日在線版)

研究者開創(chuàng)性地建立了類器官的實驗方法，并將其發(fā)展為研究癌癥的一種重要工具。類器官是在培養(yǎng)皿中長出的迷你3D器官。約十年前，Clevers等首次培養(yǎng)出腸道類器官，將小鼠腸道中取出的干細(xì)胞放置在合適的生長環(huán)境中，經(jīng)過快速繁殖和發(fā)育，長成迷你版腸道，從組織結(jié)構(gòu)上重現(xiàn)了真正腸道的特征。之后這樣的器官替身成為很多研究者研究發(fā)育和疾病的模型。類器官技術(shù)在2017年被Nature Methods評為生命科學(xué)領(lǐng)域年度技術(shù)。

該研究中，研究者用模擬人類腸道的類器官來研究結(jié)直腸癌是如何發(fā)生的。結(jié)直腸癌的發(fā)生與一些關(guān)鍵的基因突變有關(guān)，找出促進(jìn)基因突變的風(fēng)險因素，可以為篩查和預(yù)防結(jié)直腸癌提供指導(dǎo)。

腸道內(nèi)大量存在的細(xì)菌也引起研究界的關(guān)注。有些腸道細(xì)菌會損傷腸壁，促進(jìn)組織發(fā)炎。比如有一類大腸桿菌的菌株，基因組中含有所謂的“pks”基因島序列(被稱為pks+大腸桿菌)，會合成colibactin(一種能損傷DNA的毒素)。約20%的健康人體內(nèi)都有pks+大腸桿菌。而在結(jié)直腸癌患者中，攜帶這種大腸桿菌的人比例更高，約占60%。

研究者計劃讓一些迷你腸道接觸pks+大腸桿菌，讓另一些迷你腸道接觸pks突變、不產(chǎn)生毒素的大腸桿菌，從而進(jìn)行對比。

經(jīng)過5個月的反復(fù)注射，研究者對這些長時間接觸大腸桿菌的類器官進(jìn)行了全基因組測序分析，分析它們的基因特征與注射前相比有哪些改變。結(jié)果顯示，相比接觸不產(chǎn)生活性毒素的大腸桿菌，接觸pks+大腸桿菌的腸道類器官出現(xiàn)了一些獨特的基因突變特征，比如DNA單個堿基替換增多、特征性的插入缺失等。

這些基因突變特征也在真實患者的腫瘤樣本中存在。研究者選取了近6000例腫瘤的全基因組測序數(shù)據(jù)。分析結(jié)果顯示，前述類器官實驗中發(fā)現(xiàn)的一些突變特征集中出現(xiàn)在結(jié)直腸癌來源的樣本中。

研究者認(rèn)為，找出這些特征對確定癌癥病因有很大價值，甚至可以指導(dǎo)治療策略。這些結(jié)果提示結(jié)直腸癌的突變過程可直接來源于與產(chǎn)生colibacin的pks+大腸桿菌的接觸?；谶@類細(xì)菌的常見性，有些用于治療和臨床試驗的益生菌中就包含pks+大腸桿菌，研究者建議，檢測和去除這類大腸桿菌菌株，并對相應(yīng)的益生菌進(jìn)一步研究，希望能采取相應(yīng)策略降低罹患結(jié)直腸癌的風(fēng)險。 (編譯 姜鳳琴)