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mLife | 靶向微生物组的天然产物助力抗癌治疗

已有 778 次阅读 2024-6-6 10:53 |个人分类:mLife|系统分类:论文交流

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上海交通大学医学院公共卫生学院刘宁宁研究员和王慧教授联合发表最新综述论文“Microbiome-driven anticancer therapy: A step forward from natural products”在mLife网站正式上线。大量研究表明,微生物组包括细菌和真菌在癌症发生、发展、转移和治疗中发挥着重要作用。该综述聚焦于天然产物与微生物组的双向互作,探索靶向细菌和真菌微生物组的天然产物在减轻化疗副作用和增强癌症免疫治疗疗效方面的潜力,为癌症患者的临床管理方式提供新思路和新策略。

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人类微生物组是一个由细菌、真菌、病毒和古菌四界微生物组组成的多样而复杂的生态系统,被称为“第二基因组”。微生物组紊乱可以通过多种机制促进癌症的发展(图1)。(1)微生物组能够直接损伤遗传物质或改变遗传物质的表达,例如:pks+大肠杆菌产生的大肠杆菌素能够引起DNA损伤。(2)微生物组能够启动炎症信号通路、上调炎症介质和重塑肿瘤微环境来触发上皮细胞的炎症反应,从而促进癌症的发展。例如,幽门螺旋杆菌通过NF-κB信号通路诱发胃腺癌的发生。(3)微生物组诱导肿瘤免疫微环境(由肿瘤细胞周围浸润的固有免疫细胞、T淋巴细胞和B淋巴细胞等构成)向更有利于肿瘤发展的方向发展。例如,部分微生物能够诱导巨噬细胞向M2样肿瘤相关巨噬细胞分化、诱导肿瘤内髓源抑制细胞浸润,抑制自然杀伤细胞以逃避免疫杀伤。

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图1 微生物组通过多种机制影响肿瘤的发生发展

此前有学者提出“药物微生物组”的新概念,描述了微生物组与药物之间的相互作用。同样,天然产物与微生物组之间也存在双向作用:肠道微生物可以将天然产物转变为更具生物活性的代谢产物,天然产物也会反过来影响微生物组的组成和功能。

由于个体差异性较大,微生物组在不同患者、不同肿瘤亚型、甚至同一患者不同肿瘤分期之间也存在显著差异。因此,准确识别个体内的微生物组成,对药物筛选和精确治疗具有重要指导意义。靶向干预微生物组可以提高化疗疗效,克服耐药性,减轻毒性(图2),主要包括:(1)部分天然产物能够提高化疗疗效,例如,具核梭杆菌可以通过Notch信号通路和芳烃受体介导的信号通路促进肿瘤细胞的自我更新和转移,因此,桑叶提取物等靶向具核梭菌的天然产物是克服化疗耐药的潜在药物。(2)通过补充益生元或后生元,促进益生菌产生更多有益的代谢产物,已被证明能够提高免疫疗法的疗效,例如,菊粉可以增加阿卡曼菌等有益共生菌的相对丰度,与抗PD-1单抗偶联时,能通过刺激CD8+T细胞的数量提高疗效。(3)近年来,利用基因工程合成能够表达靶向酶和活性物质的微生物,也为抗肿瘤治疗提供了一个全新的视角。

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图2 靶向微生物组的天然产物有利于增强抗癌药物疗效

目前,癌症联合治疗策略面临重大挑战,包括精准性、高效性和安全性,联合治疗的系统评价和合成生物学的进展为其潜在的临床应用提供了广阔的前景。天然产物可以靶向多种分子途径,是提高抗肿瘤疗效的联合治疗策略的潜在药物。

引用本论文:Guan Y, Wu D, Wang H, Liu N‐N. Microbiome‐driven anticancer therapy: a step forward from natural products. mLife. 2024.

原文链接:

https://doi.org/10.1002/mlf2.12118

第一作者

管昀煖  博士生

作者单位:上海交通大学医学院

作者简介:上海交通大学医学院公共卫生学院致远荣誉直博生,目前主要方向为真菌与癌症相关机制研究。相关论文已发表于mLife、iMeta等期刊。

第一作者

吴迪  博士生

作者单位:上海交通大学医学院

作者简介:上海交通大学医学院公共卫生学院直博生,目前主要方向为真菌与癌症相关机制研究。相关论文已发表于mLife、iMeta等期刊。

通讯作者

王慧  教授

作者单位:上海交通大学医学院

作者简介:上海交通大学特聘教授、博士生导师,上海交通大学公共卫生学院院长,上海交通大学数字医学研究院执行院长,上海交通大学医学院单细胞组学与疾病研究中心中方主任,上海市毒理学会理事长。国家杰出青年科学基金获得者(2011,预防医学),中国青年女科学家奖获得者(2013),享受国务院特贴专家(2020),Elsevier高被引学者(2020/2021/2022/2023),上海市三八红旗手、五一劳动奖章获得者,上海市优秀学术带头人,上海市领军人才。长期从事主动健康与慢病防控、健康教育与健康传播、营养与食品安全基础和应用研究。在Nature、JAMA等国际杂志发表SCI论文200余篇,主编专著12部,申请专利60项,成果转化7项,形成国家、行业标准25项,获计算机软件著作权登记4项,5项视频著作权,5个系列中英文电子出版。

通讯作者

刘宁宁  研究员

作者单位:上海交通大学医学院

作者简介:上海交通大学医学院公共卫生学院研究员/博士生导师,单细胞组学与疾病研究中心副主任。兼任中国菌物学会遗传与分子生物学专委会委员、中国医药教育协会微生态与健康专委会委员、上海市微生物学会临床微生物学专委会副主任委员、上海市预防医学会卫生检验专委会副主任委员等。主要围绕真菌感染与癌症发展的分子机制开展独立研究,近3年以通讯/第一作者在Cancer Cell、Nat Microbiol (ESI高被引论文)、Cell Reports、Nat Commun (2024a, 2024b)等刊物发表论文,发现一株活的瘤内真菌——聚多曲霉AS12183并阐明其促进肺腺癌发展的分子机制等,成果被同期Cancer Cell杂志专题评述和F1000prime推荐。

mLife

期刊简介

mLife是由中国科学院主管、中国科学院微生物研究所主办(中国微生物学会为合作单位)的我国微生物学领域第一本综合性高起点英文期刊。mLife瞄准全球微生物学领域高水平科研成果和前沿进展,报道内容覆盖微生物学各个学科。mLife的办刊目标是打造微生物学领域综合性国际旗舰期刊。目前mLife已被Scopus、DOAJ、 CSCD、CAS、Google Scholar、ESCI、PubMed Central等国内外数据库收录。

期刊网站:

http://mlife.im.ac.cn/

https://wileyonlinelibrary.com/journal/mLife

https://www.sciopen.com/journal/2097-1699

投稿网站:https://mc.manuscriptcentral.com/mlife

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