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细菌可以让治癌药物失效

作者:Geller

广州美格生物在微生物研究领域有着丰富的经验。咨询热线:18027152056


从出生开始,人体的表面和体腔就充满了微生物,它们与宿主紧密合作,维持着一个复杂的生态系统,构成许多基本生理过程。

我们的身体寄居的微生物的一个关键特征是它们巨大的代谢能力。我们的细菌种群中含有数百万个基因编码酶,这些酶可以处理来自营养素或环境的物质,也可以作为药物进行治疗。这种代谢产生其他影响宿主内稳态的化合物,

然而,微生物代谢并不总是有益于宿主。科学家Geller等人研究发现,在肿瘤的细菌可以使抗癌药物代谢,变成无活性形式,从而使其无效,该研究结果发表在2017年11月的《Nature》。

以前曾观察到,两种人类肿瘤细胞与非癌细胞(称为成纤维细胞)在体外一起培养, 没有想到的结果是,经过药物吉西他滨化疗后,肿瘤细胞依然存活。

Geller和他的同事们进行了一些研究工作,调查这种现象。通过DNA测序分析,发现成纤维细胞样品被一种叫猪鼻支原体的细菌污染。

变形菌中的胞嘧啶脱氨酶通过脱氧过程让吉西他滨失活。

胞嘧啶脱氨酶基因有长和短的形式。在变形菌中98%是长的形式,大肠杆菌属于这种模式。科研人员用大肠杆菌链检测并进入肿瘤,研究胞嘧啶脱氨酶对吉西他滨治疗的效果。一种称为高效液相色谱-串联质谱法的技术,Geller和他的同事们监测在体外生长细菌细胞的培养基中的吉西他滨的形式。

当研究人员从大肠杆菌中删除胞嘧啶脱氨酶的长态,它就丢失了将吉西他滨代谢为无活性形式的能力。然而,如果这个被摘除基因的副本被重新引入到细菌中,它就恢复了它代谢药物的能力。

研究人员将肠癌细胞移植到小鼠皮肤下,用吉西他滨治疗, 研究人员分析细菌对吉西他滨治疗效果的影响。如果动物接种了大肠杆菌,肿瘤生长不会受到药物的影响。

研究发现,动物使用抗生素后,或使用去除了长态的胞嘧啶脱氨酶基因的大肠杆菌后,肿瘤对吉西他滨治疗有反应。

为了检测细菌介导的药物代谢是否发生在肿瘤微环境或身体其他部位,科研人员使用微型装置直接将吉西他滨输送到肿瘤中。其结果与肿瘤微环境中的细菌代谢活性相一致。

总之,研究结果与一个模型相一致,即如果肿瘤微环境中的细菌发生代谢作用和使治疗剂失活,肿瘤就不受药物治疗的影响(图1)。

细菌可以让治癌药物失效


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