历史上曾经认为肿瘤和细菌感染有密切关系,显然除少数肿瘤,如胃癌认为和幽门干曲菌有关外,一般不把细菌感染作为肿瘤发生的主要原因,不过在一些肿瘤微小环境中确实存在细菌,例如具核梭杆菌。但是对细菌和肿瘤之间的关系并不了解。
具核梭杆菌是一种革兰氏阴性口腔共生菌,但它有潜力致病,有时会引起牙周病。2011年10月,来自加拿大BC癌症研究所和Broad研究所的两个研究小组,证实这种细菌也存在于肠道中,且在肠道中丰度与结直肠癌相关。2013年8月13日,《Cell Host & Microbe》杂志两篇论文中,哈佛医学院AleksandarKostic和凯斯西储大学Mara Roxana Rubinstein小组分别利用肠肿瘤形成小鼠模型和人类结肠癌细胞,证实具核梭杆菌诱导了促炎症反应和致癌活动,促进了结直肠癌生长。但关于具核梭杆菌促进肿瘤发生的分子细节并不了解。
自然杀伤细胞(NK)是肿瘤免疫的重要成员,作者利用流式分析的手段发现,具核梭杆菌能够与多种不同的肿瘤细胞系发生结合,扫描电镜结果也显示了具核梭杆菌与肿瘤细胞以及NK细胞聚集的现象。体外实验也发现在有具核梭杆菌存在时,NK细胞杀伤肿瘤的能力受到抑制。大肠杆菌不具备这种抑制作用。具核梭杆菌产生这种作用需要人类TIGIT介导,而小鼠体内缺乏这一分子。TIGIT是人类NK细胞上的抑制性受体,能对多种T细胞产生抑制效应。
作者构建了一系列具核梭杆菌随机突变库,筛选能识别TIGIT的配体。通过功能检测筛选出两株不能抑制NK细胞活性的突变株。通过序列分析,发现这两株突变体在表达Fap2蛋白的基因内部发生了插入突变。通过生化检测,作者证实了TIGIT能够与Fap2发生相互作用。
进一步研究发现,肿瘤浸润淋巴细胞TIGIT表达和T细胞激活也都可以被具核梭杆菌通过Fap2蛋白抑制。研究结果表明,具核梭杆菌通过产生一种蛋白Fap2作用于TIGIT抑制肿瘤免疫活性。这一研究提示,某些细菌感染能促进肿瘤的发生。最新这一研究是以色列耶路撒冷希伯来大学医学院Ofer Mandelboim课题组完成的,最近发表在《免疫》杂志上。
补充说明:T细胞表面具有很多重要的膜分子,它们对于T细胞的活化、增殖和分化以及效应功能的发挥具有重要的作用。根据功能的不同,主要可以分为四类:1)TCR—CD3复合物,使T细胞能够识别抗原提呈细胞上抗原肽-MHC分子复合物,并向细胞内传递活化信号;2)CD4分子和CD8分子:分别辅助CD4^+和CD8^+T细胞的TCR识别抗原和参与T细胞活化信号的传导;3)协同刺激分子:如CD28、CTLA-4、ICOS和PD-1等,为T细胞传递第二信号;4)其他表面分子,主要包括与T细胞活化、增殖和分化相关的细胞因子受体,以及细胞间相互作用的黏附分子。TIGIT是近年发现的一种具有免疫抑制作用的协调刺激分子,主要在NK细胞和T细胞上表达。
http://www.cell.com/immunity/abstract/S1074-7613%2815%2900036-9
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