结直肠癌(colorectal cancer,CRC)的发生发展的与肠道黏膜微环境密切相关,肠道黏膜微环境受到微生态菌群和代谢等多方面因素的调控,最终影响正常细胞的增殖分化,并改变了免疫细胞的功能,促进了肠道肿瘤的发生发展。在以往的研究中,主要关注肠道黏膜层中促进肠癌发生的肿瘤的菌群(如:具核梭杆菌Fusobacterium nucleatum (Fn)和厌氧消化链球菌(Peptostreptococcus anaerobius (Pa)))可以通过改变肠道上皮细胞的多种信号通路等促进肠道上皮细胞癌变。而在正常上皮细胞癌变过程中,免疫监视作用对于癌变细胞的清除和肠道稳态的维持起到了重要作用。肠道组织中是否存在抑制肿瘤发展的共生菌群,肠道组织内的菌群调控肠道组织免疫和代谢微环境的功能和机制尚未被揭示。
2023年3月8日,中国科学院微生物研究所王硕研究组在Cell Host & Microbe在线发表题目为Tissue-resident Lachnospiraceae family bacteria protect against colorectal carcinogenesis by promoting tumor immune surveillance 的研究论文,揭示了肠道组织中毛螺菌科共生菌促进CD8+ T细胞肿瘤免疫监视功能,抑制结肠癌发生发展的作用机制。
为了研究肠道组织内共生菌的组成,研究人员对于结直肠癌患者的结肠组织(正常、癌旁和肿瘤组织)进行了16S rRNA基因测序。通过对同一患者肠道不同组织部位的菌群进行比较研究发现正常组织内菌群的多样性高于肿瘤和癌旁组织。在正常组织中毛螺菌科的Ruminococcus, Dorea 和 Blautia等菌属的丰度较高,而在肿瘤组织中,Fusobacterium 和 Peptococcaceae菌属的丰度较高。通过小鼠皮下瘤模型和炎症诱导的肠癌模型,研究者发现毛螺菌科的Ruminococcus gnavus (Rg) 和Blautia producta (Bp) 能够抑制肠癌的发展,并活化CD8+ T细胞。研究人员进一步研究发现Rg和Bp处理后能够显著改变组织代谢微环境。对Rg和Bp处理后上调和下调的代谢物类型进行分析后,发现Rg和Bp处理能够显著下调肿瘤微环境中的甘油磷脂水平。肠道组织内较高水平的甘油磷脂会抑制CD8+ T 细胞的活性并促进结直肠癌的发展。进一步的体外和体内实验证明Rg和Bp能够通过降解组织微环境中的溶血甘油磷脂从而促进CD8+ T细胞的肿瘤免疫监视功能,从而抑制结肠癌的发展。本研究鉴定了肠道不同类型组织内共生菌的组成,并揭示了肠道组织中有益菌群调节肿瘤免疫监视的重要功能和机制,对肿瘤免疫治疗提供了重要启示。
中国科学院微生物研究所王硕研究组博士生张旭昇、博士生於逗和解放军总医院博士生吴迪为本文共同第一作者,中国科学院微生物研究所王硕研究员、北京大学基础医学院夏朋延研究员和四川大学华西医院陈亿教授为本文的共同通讯作者。
(来源:BioArt)
原文出处:Xusheng Zhang, Dou Yu, Di Wu, et al. Tissue-resident Lachnospiraceae family bacteria protect against colorectal carcinogenesis by promoting tumor immune surveillance[J]. Cell Host & Microbe.8 March 2023.
链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1931312823000380?via%3Dihub