生活在肿瘤内的细菌有助于癌症通过血液传播

先进的技术使科学家能够检测到在肿瘤组织内居住的少量细菌。

微生物群以多种方式影响人类,从保护我们的皮肤到有助于消化到改变我们的心情。这些微生物通常很友好,但根据其确切性质,组成和位置,它们也会造成伤害。新的研究发表在期刊上细胞表明,生活在肿瘤细胞内的细菌通过加强癌性宿主细胞的强度来促进癌症转移,反之,促进了肿瘤进展过程中细胞存活。

肿瘤细胞含有活细菌

传统上,研究表明肿瘤组织不含微生物。然而,近年来,技术已经进步,使科学家能够检测小数在肿瘤组织内居住的细菌。例如,尚凯(Shang CAI)和他的团队在一克小鼠乳腺组织组织中检测到135,000种微生物,几乎是健康组织中的十倍。(相比之下,一克粪便大致3000亿Microbes。)此外,几乎所有细菌都活着里面小鼠细胞。

生物学意义的肿瘤内微生物群仍然在很大程度上未知。但是,科学家找到那是微生物群有助于肿瘤进展。CAI想知道这些注入肿瘤的细胞内细菌是否也参与癌症的进展。

为此,他的团队用仅针对肿瘤菌群的抗生素治疗了肿瘤负担重的小鼠。该治疗不会影响总肿瘤的体重,表明肿瘤微生物群在肿瘤生长中没有重要作用。然而,在先前的实验中,研究人员注意到细胞内细菌的数量与速率之间存在相关性肺转移,表明细胞内菌群可能参与癌细胞的扩散。他们分析了用抗生素治疗的小鼠的肺组织,并确认了他们的怀疑:消除肿瘤菌群减少了肺转移超过三倍以上。

细胞内细菌在癌细胞中骑行

由于细胞内细菌会促进癌细胞转移,因此研究人员推测微生物通过循环系统传播。换句话说,随着癌症的扩散,细菌正在乘坐宿主肿瘤细胞到远端器官。

为了测试这一点,研究人员从小鼠的血液中收集并分析了肿瘤细胞。当肿瘤细胞进入血液,它们可以作为单个细胞或一团细胞做。单个肿瘤细胞通常无法在血液的敌对环境中幸存下来,但通常会有团块。研究人员发现,很少有单个循环细胞携带细胞内细菌,而大多数肿瘤细胞簇也这样做。这表明微生物以促进结块的方式改变了肿瘤细胞的生理。

羽毛块的细胞在一起

信用 :Aikun Fu等,Cell,2022。

研究人员试图了解细胞内细菌引起的改变是什么。因此,他们分析了感染肿瘤细胞的基因表达。令他们惊讶的是,他们发现肿瘤细胞激活了与血液中生存有关的基因。

当肿瘤细胞进入血液时,它们暴露了为了不可预测的流体压力,一支巡逻的免疫细胞,以及与其他细胞在血管高速公路上奔跑的碰撞。血细胞激活负责的基因加强其细胞骨架为了生存这个环境,通常会杀死其他细胞。细胞内肿瘤细菌激活相似的基因。

为了确定基因表达的这种变化是否增加了癌细胞生存的能力,研究人员建立了一个带有蠕动泵的人工循环系统,以模仿血液的应力。实际上,具有细菌的细胞比没有细菌的细胞显示出更高的存活率。此外,与没有细菌的细胞相比,具有细菌粘在循环仪上的细胞更紧密。这表明微生物改变了细胞的细胞骨架和附着能力,这对于逃避血液和定居新组织至关重要。这也解释了为什么用抗生素阻碍转移的消除肿瘤驻留的微生物群。

癌症治疗的抗生素?

“将来,对细菌如何侵入肿瘤细胞的进一步分析,细胞内细菌如何整合到宿主细胞系统中,以及含细菌的肿瘤细胞如何与免疫系统相互作用,将为我们提供有关我们的见解。如何在诊所中正确实施癌症治疗剂的抗生素。”作者总结道。

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