Cell:细菌会促进肺部肿瘤生长

2019-02-11 佚名 中国生物技术网

近日,美国麻省理工学院(MIT)的癌症生物学家发现在肺癌中被肿瘤用于促进自身生存的一种新机制:它们会改变肺内菌群,刺激免疫系统产生炎症环境,进而帮助肿瘤细胞繁殖。

近日,美国麻省理工学院(MIT)的癌症生物学家发现在肺癌中被肿瘤用于促进自身生存的一种新机制:它们会改变肺内菌群,刺激免疫系统产生炎症环境,进而帮助肿瘤细胞繁殖。

研究人员发现,在基因编程的肺癌小鼠中,无菌环境中生长的小鼠比在正常条件下长大的小鼠肿瘤要小得多。此外,研究人员通过使用抗生素或阻断细菌刺激的免疫细胞,可以大大减少肺部肿瘤的体积和数量。这些发现带来了几种开发新型肺癌疗法的策略。该研究已于近日发表在《Cell》上。

研究通讯作者、MIT科赫综合癌症研究所的负责人Tyler Jacks说:“这项研究直接将肺部细菌与肺癌发展联系起来,为肺癌的预防和治疗开辟了多种潜在的途径。”

细菌与癌症

肺癌是导致癌症相关死亡的主要原因,每年全世界有100多万人死于肺癌。多达70%的肺癌患者还会因肺部细菌感染而出现并发症。在这项研究中,MIT的研究团队想要弄清楚在肺部发现的细菌数量与肺部肿瘤发展之间是否存在联系。

为了探索这种潜在的联系,研究人员对小鼠进行基因改造,使其表达致癌基因Kras并且缺乏肿瘤抑制基因p53。这些小鼠通常会在几周内患上肺腺癌。

已知小鼠和人类肺部通常存在很多无害细菌。然而,MIT的团队发现在这些患肺癌的转基因小鼠肺部的菌群发生了巨大变化——总体数量显著增加,但多样性却减少。研究人员并不确定肺癌如何导致这些变化,但他们怀疑一种可能性是肿瘤会阻塞气道,阻止细菌从肺部清除。

这些细菌数量的扩张会诱导名为γδT细胞的免疫细胞增殖,并开始分泌一种叫做细胞因子的炎症分子。这些分子(尤其是IL-17和IL-22)会为肿瘤细胞制造一种促进生长和生存的环境。它们还会刺激中性粒细胞的活化,中性粒细胞是另一种释放促炎化学物质的免疫细胞,进一步增强了肿瘤生长的有利环境。

研究第一作者、博士后研究员Chengcheng Jin说:“你可以把它想象成一个前馈回路,这是一个进一步促进肿瘤生长的恶性循环。生长中的肿瘤会劫持肺部的免疫细胞,通过一种依赖于局部细菌的机制劫持肺中现有的免疫细胞,利用它们发挥自身优势。”

然而,在无菌环境中出生和长大的小鼠中,这种免疫反应没有发生,并且小鼠产生的肿瘤更小。

阻止肿瘤生长

研究人员发现,在肿瘤开始生长两到七周后用抗生素治疗小鼠,肿瘤缩小了约50%。如果对小鼠阻断γδT细胞或给予IL-17药物,肿瘤也会缩小。

研究人员认为,这种药物值得进行人体测试,因为当他们分析人肺肿瘤时发现,细菌信号的变化与患肺癌的小鼠相似。人肺肿瘤样本也具有异常高数量的γδT细胞。

Jin说:“如果我们能对带来这些影响的细菌进行选择性抑制,或者阻断激活γδT细胞的细胞因子,或者中和细菌下游的致病因素,这些都有可能成为治疗肺癌的新方法。”

现在已经存在很多此类药物,研究人员正在小鼠模型上测试其中一些药物,并希望最终可以进行人体测试。研究人员还在进一步研究确定哪些细菌菌株在肺部肿瘤中升高,这样他们就可以尝试寻找能选择性杀死这些细菌的抗生素。

原始出处:
Chengcheng Jin, Georgia K. Lagoudas, Chen Zhao, et al. Commensal Microbiota Promote Lung Cancer Development via γδ T Cells. Cell. January 31, 2019.




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