國(guó)人腸菌衍生物抑制腸癌進(jìn)展機(jī)制研究
南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院何肖龍、周宏偉、崔春暉與廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院高杰等,通過(guò)對(duì)7個(gè)獨(dú)立隊(duì)列的結(jié)直腸癌(CRC)患者腸道菌群進(jìn)行宏基因組分析后發(fā)現(xiàn),CRC患者中普遍存在肽聚糖合成酶基因豐度下降的現(xiàn)象。(Gut. 2025年2月27日在線版)
靶向質(zhì)譜檢測(cè)分析顯示,一種特定PGFs,N-乙酰胞壁酸(NAM),其水平在CRC患者糞便和血清中明顯減少,且與腫瘤進(jìn)展呈負(fù)相關(guān)。在多種CRC小鼠模型以及CRC患者來(lái)源的類(lèi)器官中均可觀察到,NAM明顯抑制腸道腫瘤生長(zhǎng)。
NAM可直接與蛋白激酶B(AKT1)結(jié)合,并通過(guò)抑制其Ser473和Thr308位點(diǎn)磷酸化,進(jìn)一步阻斷AKT1-FoxO3a信號(hào)通路激活,從而實(shí)現(xiàn)抑制腫瘤細(xì)胞增殖的作用。
在細(xì)菌生長(zhǎng)和分裂過(guò)程中,肽聚糖不斷進(jìn)行合成和降解,形成持續(xù)的循環(huán)過(guò)程。該過(guò)程涉及一系列肽聚糖合成酶和水解酶。為了探討肽聚糖衍生物PGFs與CRC的關(guān)系,研究者對(duì)7個(gè)來(lái)自不同國(guó)家的CRC隊(duì)列中患者腸道菌群進(jìn)行宏基因組分析,發(fā)現(xiàn)CRC患者的肽聚糖循環(huán)過(guò)程受到破壞,表現(xiàn)為肽聚糖合成酶基因豐度出現(xiàn)全面下降。
鑒于肽聚糖合成酶減少可抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)和分裂。PGFs又是細(xì)菌循環(huán)的副產(chǎn)物,研究者猜測(cè),CRC患者中可能存在PGFs水平降低現(xiàn)象。研究者收集了80例CRC患者和97名健康對(duì)照者糞便和血清樣本,分析了NAM和N-乙酰氨基葡萄糖(NAG)這兩個(gè)PGFs在CRC患者中的變化情況(這兩個(gè)PGFs是肽聚糖骨架的重要組成部分)。
靶向質(zhì)譜檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn),在CRC患者糞便和血清樣本中,只有NAM水平出現(xiàn)明顯降低,且其水平與腫瘤進(jìn)展呈顯著負(fù)相關(guān),提示NAM水平降低可能與CRC發(fā)生有關(guān)。
為了深入探討NAM與腸道腫瘤發(fā)生的關(guān)系,研究者構(gòu)建了3種不同的CRC小鼠模型(AOM/DSS結(jié)腸炎相關(guān)CRC模型、ApcMin/+自發(fā)性CRC模型以及MC38移植瘤模型)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在3種CRC小鼠模型中,腹腔或瘤內(nèi)注射N(xiāo)AM均可顯著抑制小鼠腫瘤生長(zhǎng),并減少腫瘤負(fù)荷。在CRC患者來(lái)源的類(lèi)器官中,研究者還觀察到NAM可劑量依賴(lài)性地抑制腫瘤生長(zhǎng)。
流式細(xì)胞術(shù)及免疫組織化學(xué)染色分析顯示,NAM的這種抗腫瘤作用并非通過(guò)免疫調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)(NAM處理后免疫細(xì)胞的組成未發(fā)生顯著變化),而是通過(guò)抑制CRC細(xì)胞增殖并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡來(lái)實(shí)現(xiàn)的。NAM顯著降低了增殖相關(guān)基因Pcna、Cdk4和Bcl2表達(dá)水平,同時(shí)上調(diào)凋亡相關(guān)基因Casp3和Casp9的表達(dá)水平。
NAM可直接與AKT1結(jié)合,并通過(guò)抑制其Ser473和Thr308位點(diǎn)磷酸化,進(jìn)一步阻斷AKT1-FoxO3a信號(hào)通路激活(該通路激活可抑制細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞增殖),從而實(shí)現(xiàn)抗腫瘤作用。
該研究表明,腸道微生物衍生的NAM可通過(guò)阻斷AKT1下游信號(hào)的方式,抑制腸道腫瘤的發(fā)生。提示NAM可能成為CRC潛在的預(yù)防和治療手段。CRC患者糞便中NAM水平下降表明,NAM具有作為無(wú)創(chuàng)生物標(biāo)志物的潛力,或可用于CRC的早期篩查。
(編譯 王悅寧)
