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Cell子刊:王荣福团队证实这种肠道菌株可抑制结肠癌发生

2021-04-25   生物世界
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此研究通过对Tak1ΔM/ΔM抗癌小鼠模型的深度分析,验证了肠道菌群、先天免疫信号、和肠道Th17细胞在结肠癌中的重要作用,并鉴定出具有保护功能的单一菌株,从而对肠道炎症和结肠癌的预防和治疗提供了新的思路。

来源 | 小柯生命

人体中存在着数量巨大的微生物,其中大多数位于肠道,可通过和免疫系统的相互作用影响人体健康,并调控心血管疾病、糖尿病、炎症性肠病、癌症等众多疾病的发生。揭开共生微生物的秘密,利用有益微生物开发新型治疗手段,是当前健康和医疗领域的重要任务。

结肠癌 是世界第三大癌症,每年约180万新增病例,而急慢性肠道炎症是引发结肠癌的主要因素之一。宏基因组测序已证实,多种肠道菌群和结肠癌的发生或预防具有相关性,但具有保护性功能的单一菌株却极少被发现。

2021年4月23日,美国南加州大学Keck医学院 王荣福 教授团队在 Cell Host & Microbe 期刊发表了题为: Microbiota regulate innate immune signaling and protective immunity against cancer 的研究论文。

团队成员邢常胜王明军博士等 建立了一个有效抵御肠道炎症和结肠癌的小鼠品系 (Tak1 flox/flox ;Lyz2-Cre+,简称Tak1 ΔM/ΔM 并从中鉴定出保护性单一菌株Odoribacter splanchnicus (内脏臭气杆菌) 并验证了其诱导免疫抑制性Th17细胞的关键作用。

这项新研究要点如下:

1. 抗癌小鼠模型的发现 。髓系敲除TAK1后,小鼠在高浓度DSS诱导的结肠炎模型中可100%存活,在AOM/DSS结肠癌模型中几乎无明显肿瘤发生 (只在部分个体中产生极少肿瘤) 。相比于绝大多数比野生型更敏感的小鼠品系,这是目前为止唯一能够完全抵抗结肠炎和结肠癌的小鼠模型


2. 特异性肠道菌群的功能。16S测序发现,Tak1 ΔM/ΔM 小鼠的肠道菌群和对照组有显著差异。抗生素处理后的Tak1 ΔM/ΔM 小鼠在失去肠道菌群的同时会丧失对疾病模型的抵抗力。相反,通过移植Tak1 ΔM/ΔM 小鼠的肠道菌群,野生型小鼠可获得对结肠炎和结肠癌的抵抗力。


3. 先天免疫信号和Th17细胞的介导。Tak1 ΔM/ΔM 小鼠中,IL-1β和IL-6水平显著升高,伴随着肠道Th17细胞数量的激增。IL-1R1或IL-6的缺陷可导致Tak1 ΔM/ΔM 小鼠中Th17细胞数量下降,并伴随对炎症和结肠癌的抵抗力缺失。RORγt的敲除能够特异性抑制IL-17A分泌,干扰Th17细胞的分化,并同样使Tak1 ΔM/ΔM 小鼠丧失对疾病的抵抗力。将Tak1 ΔM/ΔM 小鼠肠道中分选出的Th17细胞注入野生型小鼠体内,可产生一定的保护作用。


4. 单一保护菌株的鉴定。通过宏基因组测序,Tak1 ΔM/ΔM 小鼠中的高度富集菌株被鉴定出来,并在野生型小鼠中进行功能性检测。其中丰度最高的Odoribacter splanchnicus可在普通和无菌小鼠中诱导Th17细胞的分化,并对结肠炎和结肠癌具有显著保护作用。


综上所述,此研究通过对Tak1 ΔM/ΔM 抗癌小鼠模型的深度分析,验证了肠道菌群、先天免疫信号、和肠道Th17细胞在结肠癌中的重要作用,并鉴定出具有保护功能的单一菌株,从而对肠道炎症和结肠癌的预防和治疗提供了新的思路。

南加州大学Keck医学院王荣福教授为本文通讯作者,邢常胜博士为第一作者。
 
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.chom.2021.03.016


肠道菌群,结肠癌,结肠炎,微生物

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