真菌基因組在生物標記物領域的應用
作者的團隊發現，相比于正常胰腺組織，在人類患者和小鼠 PDA 模型中，真菌增加了約 3000 倍。同時，剔除真菌微生物組可阻止 PDA 腫瘤生長。另外，病原真菌通過激活甘露糖結合凝集素 (mannose-bindinglectin, MBL) 來驅動補體級聯反應，從而促進 PDA 的生長。
科研人員通過將標記有綠色熒光蛋白 (GFP) 的啤酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae) 在荷瘤小鼠中測試，發現真菌遷移到了胰腺，表明腸道菌群可以直接影響胰腺的微環境。同時，通過緩慢進展性 PDA 模型小鼠 (KC 小鼠) 評估了在腫瘤發生過程中真菌失調的跡象，PCoA 分析表明，KC 小鼠的腸道真菌群和腫瘤真菌群分別聚集，且在 KC 小鼠的胰腺中，馬拉色菌屬 (Malassezia) 相對豐富度顯著增加。另外，KC 小鼠和野生型小鼠腸道中的真菌群落顯著不同。科研人員還通過對 PDA 患者糞便和腫瘤菌群分析，發現馬拉色菌屬在腫瘤組織中的普遍程度要高于腸道，PDA 腫瘤的真菌組與腸道或健康胰腺的真菌組也不同。
Fig. 1: PDA 獨特的瘤內和腸道菌群特征
更重要的是，科研人員在 KC 小鼠模型和 PDA 侵襲性原位模型 (KPC 小鼠) 中用 Amphotericin B 剔除了真菌微生物組，真菌微生組的剔除阻止了小鼠腫瘤的進展。另外，剔除真菌基因組可增強基于吉西他濱 (Gemcitabine，購于 MedChemExpress) 的化療效果。而重新定植的馬拉色菌菌種--不是假絲酵母屬 (Candida)、酵母屬 (Saccharomyces) 或曲霉屬 (Aspergillus) 中的菌種，則加快了 PDA 腫瘤發生。
Fig. 3: 真菌失調促進胰腺癌的發生研究人員同時發現，MBL 可識別真菌病原體并激活補體級聯反應的凝集素途徑，而 MBL (也稱為 MBL2) 的表達與 PDA 患者的存活率降低有關。在無 MBL 的 KC 小鼠或 Mbl 剔除的原位腫瘤小鼠中，表現出致癌進展延遲。此外，用 Amphotericin B 治療對 MBL-基因敲除小鼠的腫瘤生長沒有保護作用。與 MBL 相似，C3 的表達與 PDA 患者生存率降低的趨勢有關。重組 C3a 在體外加速了 KPC 細胞的增殖和體內 KPC 腫瘤的生長，而 C3 缺陷型小鼠對 PDA 進程有保護作用。這些數據表明胰腺真菌組需要 MBL-C3 軸來促進腫瘤生長。
Fig. 4: 真菌通過 MBL-C3 軸促進 PDA 的進展
小M的小思考：
該研究從真菌基因組與 PDA 發病機制入手，表明真菌菌群可通過激活 MBL 促進胰腺癌發生。因此，真菌基因組可能是未來藥物治療的新靶點，也將是發現生物標記物的一個領域。
原文鏈接：doi: 10.1038/s41586-019-1608-2相關產品：
Gemcitabine 是一種 DNA合成 抑制劑，抑制 BxPC-3，MiaPaca-2，PANC-1，PL-45 和 AsPC-1 細胞生長的 IC50 分別為 37.6, 42.9, 92.7,89.3 和 131.4 nM。
Amphotericin B 是針對多種真菌病原體的多烯抗真菌 (fungal) 劑。Amphotericin B 與麥角甾醇不可逆地結合，導致膜完整性破壞并最終導致細胞死亡。
