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结直肠癌(CRC)的微生物组与宿主蛋白质组交互作用研究显示,整合多组学分析可揭示CRC特异性微生物失调及宿主蛋白亚型。通过对185例腺瘤(A)、肿瘤(T)及旁肿瘤(P)样本的宏基因组测序和深度蛋白质组学分析,发现CRC特有四王统微生物群(含4057种细菌、61种真菌等)及四个宿主蛋白亚型(C1-C4),其中C4亚型免疫抑制评分最高。功能验证表明,产肠毒素的Bacteroides fragilis(ETBF)和Fusobacterium nucleatum通过激活Wnt/β-catenin和NF-κB通路促进肿瘤增殖。基于14种微生物和8种宿主蛋白标志物建立的诊断模型,区分腺瘤与肿瘤的AUC达0.962,早期与晚期肿瘤的AUC为0.926,并在两个独立队列中验证。该研究为CRC早期诊断和治疗靶点提供新思路。
这篇研究揭示了结直肠癌(CRC)中肿瘤内微生物群落与宿主蛋白之间的复杂相互作用。通过整合深度测序和蛋白质组学分析,研究者对185个组织样本进行了系统研究,这些样本包括腺瘤(A)、肿瘤(T)和旁瘤组织(P),并发现了一个与CRC相关的多界微生物生态系统。研究中还识别出四种CRC亚型(C1–C4),每种亚型都具有独特的临床预后和分子特征。这些发现表明,肿瘤组织的微生物组成与健康组织存在显著差异,且这些微生物与宿主蛋白之间存在动态的相互作用,从而影响肿瘤的发展。
在研究过程中,科学家们发现了一些微生物与宿主蛋白之间的关键相互作用。例如,某些微生物通过激活Wnt/β-catenin和NF-κB信号通路促进了肿瘤的生长。通过使用患者来源的类器官和小鼠异种移植模型进行功能验证,研究人员确认了这些微生物在CRC发展中的潜在作用。这些微生物不仅与肿瘤生长相关,还可能影响免疫系统的功能,导致免疫逃逸。
此外,研究还开发了一种基于微生物和蛋白质标志物的诊断模型,能够有效区分腺瘤与肿瘤组织,以及早期与晚期CRC。这种模型在两个独立数据集中的表现非常出色,显示出较高的诊断准确率。这表明,将微生物和蛋白质标志物结合起来可以显著提高CRC的早期检测能力,从而有助于改善患者的预后。
研究还发现,不同阶段的CRC在微生物群落和宿主蛋白之间的相互作用存在显著差异。例如,在早期肿瘤组织中,某些微生物与宿主蛋白之间的关联较强,而在晚期肿瘤组织中,这些关联则可能减弱或改变。这些变化可能反映了肿瘤微环境(TME)的动态调整,以及微生物如何在不同阶段对宿主产生不同的影响。
在方法学方面,研究采用了严格的环境控制和DNA提取协议,以减少污染风险。同时,通过整合多组学数据,如微生物组学和蛋白质组学,研究者能够更全面地理解CRC的分子机制。这种综合分析方法不仅有助于识别潜在的生物标志物,还为未来的个性化治疗提供了新的方向。
总之,这项研究为理解CRC的肿瘤内微生物-宿主相互作用提供了重要的见解,同时也展示了将这些微生物和蛋白质标志物应用于临床诊断和治疗的潜力。这些发现可能有助于开发更有效的筛查和治疗策略,从而减轻CRC对全球健康的影响。