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国人肠菌衍生物抑制肠癌进展机制研究

作者: 来源: 发布时间:2025-04-02

南方医科大学珠江医院何肖龙、周宏伟、崔春晖与广州医科大学附属第二医院高杰等,通过对7个独立队列的结直肠癌(CRC)患者肠道菌群进行宏基因组分析后发现,CRC患者中普遍存在肽聚糖合成酶基因丰度下降的现象。(Gut. 2025年2月27日在线版)

靶向质谱检测分析显示,一种特定PGFs,N-乙酰胞壁酸(NAM),其水平在CRC患者粪便和血清中明显减少,且与肿瘤进展呈负相关。在多种CRC小鼠模型以及CRC患者来源的类器官中均可观察到,NAM明显抑制肠道肿瘤生长。

NAM可直接与蛋白激酶B(AKT1)结合,并通过抑制其Ser473和Thr308位点磷酸化,进一步阻断AKT1-FoxO3a信号通路激活,从而实现抑制肿瘤细胞增殖的作用。

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在细菌生长和分裂过程中,肽聚糖不断进行合成和降解,形成持续的循环过程。该过程涉及一系列肽聚糖合成酶和水解酶。为了探讨肽聚糖衍生物PGFs与CRC的关系,研究者对7个来自不同国家的CRC队列中患者肠道菌群进行宏基因组分析,发现CRC患者的肽聚糖循环过程受到破坏,表现为肽聚糖合成酶基因丰度出现全面下降。

鉴于肽聚糖合成酶减少可抑制细菌的生长和分裂。PGFs又是细菌循环的副产物,研究者猜测,CRC患者中可能存在PGFs水平降低现象。研究者收集了80例CRC患者和97名健康对照者粪便和血清样本,分析了NAM和N-乙酰氨基葡萄糖(NAG)这两个PGFs在CRC患者中的变化情况(这两个PGFs是肽聚糖骨架的重要组成部分)。

靶向质谱检测分析发现,在CRC患者粪便和血清样本中,只有NAM水平出现明显降低,且其水平与肿瘤进展呈显著负相关,提示NAM水平降低可能与CRC发生有关。

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为了深入探讨NAM与肠道肿瘤发生的关系,研究者构建了3种不同的CRC小鼠模型(AOM/DSS结肠炎相关CRC模型、ApcMin/+自发性CRC模型以及MC38移植瘤模型)。实验发现,在3种CRC小鼠模型中,腹腔或瘤内注射NAM均可显著抑制小鼠肿瘤生长,并减少肿瘤负荷。在CRC患者来源的类器官中,研究者还观察到NAM可剂量依赖性地抑制肿瘤生长。

流式细胞术及免疫组织化学染色分析显示,NAM的这种抗肿瘤作用并非通过免疫调节实现(NAM处理后免疫细胞的组成未发生显著变化),而是通过抑制CRC细胞增殖并诱导细胞凋亡来实现的。NAM显著降低了增殖相关基因Pcna、Cdk4和Bcl2表达水平,同时上调凋亡相关基因Casp3和Casp9的表达水平。

NAM可直接与AKT1结合,并通过抑制其Ser473和Thr308位点磷酸化,进一步阻断AKT1-FoxO3a信号通路激活(该通路激活可抑制细胞凋亡,促进细胞增殖),从而实现抗肿瘤作用。

该研究表明,肠道微生物衍生的NAM可通过阻断AKT1下游信号的方式,抑制肠道肿瘤的发生。提示NAM可能成为CRC潜在的预防和治疗手段。CRC患者粪便中NAM水平下降表明,NAM具有作为无创生物标志物的潜力,或可用于CRC的早期筛查。

 (编译 王悦宁)

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