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作者的团队发现,相比于正常胰腺组织,在人类患者和小鼠 PDA 模型中,真菌增加了约 3000 倍。同时,剔除真菌微生物组可阻止 PDA 肿瘤生长。另外,病原真菌通过激活甘露糖结合凝集素 (mannose-bindinglectin, MBL) 来驱动补体级联反应,从而促进 PDA 的生长。
科研人员通过将标记有绿色荧光蛋白 (GFP) 的啤酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae) 在荷瘤小鼠中测试,发现真菌迁移到了胰腺,表明肠道菌群可以直接影响胰腺的微环境。同时,通过缓慢进展性 PDA 模型小鼠 (KC 小鼠) 评估了在肿瘤发生过程中真菌失调的迹象,PCoA 分析表明,KC 小鼠的肠道真菌群和肿瘤真菌群分别聚集,且在 KC 小鼠的胰腺中,马拉色菌属 (Malassezia) 相对丰富度显着增加。另外,KC 小鼠和野生型小鼠肠道中的真菌群落显著不同。科研人员还通过对 PDA 患者粪便和肿瘤菌群分析,发现马拉色菌属在肿瘤组织中的普遍程度要高于肠道,PDA 肿瘤的真菌组与肠道或健康胰腺的真菌组也不同。
更重要的是,科研人员在 KC 小鼠模型和 PDA 侵袭性原位模型 (KPC 小鼠) 中用 Amphotericin B 剔除了真菌微生物组,真菌微生组的剔除阻止了小鼠肿瘤的进展。另外,剔除真菌基因组可增强基于吉西他滨 (Gemcitabine,购于 MedChemExpress) 的化疗效果。而重新定植的马拉色菌菌种--不是假丝酵母属 (Candida)、酵母属 (Saccharomyces) 或曲霉属 (Aspergillus) 中的菌种,则加快了 PDA 肿瘤发生。
研究人员同时发现,MBL 可识别真菌病原体并激活补体级联反应的凝集素途径,而 MBL (也称为 MBL2) 的表达与 PDA 患者的存活率降低有关。在无 MBL 的 KC 小鼠或 Mbl 剔除的原位肿瘤小鼠中,表现出致癌进展延迟。此外,用 Amphotericin B 治疗对 MBL-基因敲除小鼠的肿瘤生长没有保护作用。与 MBL 相似,C3 的表达与 PDA 患者生存率降低的趋势有关。重组 C3a 在体外加速了 KPC 细胞的增殖和体内 KPC 肿瘤的生长,而 C3 缺陷型小鼠对 PDA 进程有保护作用。这些数据表明胰腺真菌组需要 MBL-C3 轴来促进肿瘤生长。
Fig. 4: 真菌通过 MBL-C3 轴促进 PDA 的进展
该研究从真菌基因组与 PDA 发病机制入手,表明真菌菌群可通过激活 MBL 促进胰腺癌发生。因此,真菌基因组可能是未来药物治疗的新靶点,也将是发现生物标记物的一个领域。
Gemcitabine 是一种 DNA合成 抑制剂,抑制 BxPC-3,MiaPaca-2,PANC-1,PL-45 和 AsPC-1 细胞生长的 IC50 分别为 37.6, 42.9, 92.7,89.3 和 131.4 nM。
Amphotericin B 是针对多种真菌病原体的多烯抗真菌 (fungal) 剂。Amphotericin B 与**甾醇不可逆地结合,导致膜完整性破坏并最终导致细胞死亡。
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