Gastroenterology | 微生物侵染竟然会促进CRC癌细胞增殖和癌症发展

题目：Fusobacterium nucleatum Increases Proliferation of Colorectal CancerCells and Tumor Development in Mice by Activating Toll-Like Receptor 4Signaling to Nuclear FactorLkB, and Up-regulating Expression of MicroRNA-21

期刊：Gastroenterology

IF：18.392

一．研究背景

世界范围内约20%的癌症与病原菌感染相关。具核梭杆菌可以刺激上皮细胞转变为癌细胞导致癌症发生，但是此过程的具体发生机制是未知的。

二．研究方法

样本选取：结直肠癌细胞（CRC）系：HCT116、HT29、SW480、LoVo。

 分组信息：实验组（具核梭杆菌处理）、对照组（PBS处理）

检测方法： miRNA芯片（联川微流体miRNA芯片）

三．研究结果

1.具核梭杆菌促进CRC细胞增殖、迁移

具核梭杆菌、大肠杆菌、PBS分别处理HCT116和LoVo 细胞，发现具核梭杆菌处理明显促进两种肿瘤细胞系细胞增殖；具核梭杆菌、大肠杆菌、PBS处理的HCT116注射到BALB/C裸鼠体内，具核梭杆菌处理的细胞在小鼠体内形成的肿瘤组织直径更大、更重。

2.具核梭杆菌的原癌基因效应

具核梭杆菌和PBS分别灌胃APC突变小鼠，观察各组小鼠的性状变化和统计存活时间，实验表明具核梭杆菌灌胃的小鼠具有更多的腹腔积液、出现血性腹泻、肠道扩张和脾肿大症状，同时存活时间更短。解剖各组小鼠发现，具核梭杆菌处理的小鼠肠道癌组织的数量更多，直径更大，同时癌细胞内增殖细胞核抗原表达上升血清炎症因子含量升高。

3.具核梭杆菌刺激CRC细胞中miR21高表达

具核梭杆菌和PBS分别分别处理四种结直肠癌细胞（CRC）系：HCT116、HT29、SW480、LoVo，miRNA芯片检测共鉴定102个差异表达miRNA，其中miR21差异最明显。细胞内敲低miR21表达后（miR21 inhibitors），细胞增殖和迁移能力受到抑制；具核梭杆菌分别感染miR21a-/-和WT小鼠，miR21a-/-更晚出现腹泻和便血，肠道内肿瘤数量更少、肿瘤直径更小，存活时间更长。

4.miR21靶向RASA1

miR21已知的靶基因是PTEN, RECK,SPRY1, RHOB，通过多个数据库预测并结合荧光素酶报告基因实验，发现miR21的新靶基因RASA1。

5.具核梭杆菌处理激活CRC细胞TLR4/ MYD88/ NFkB通路

具核梭杆菌和PBS分别分别处理HCT118实验表达谱芯片分析基因表达变化，KEGG 和 Reactome通路分析TLR4/MYD88/NFkB通路显著富集。并且杆菌侵染细胞后，NFkB亚基（P65、P50）磷酸化程度升高，TLR、MYD88基因表达升高。沉默TLR4或MYD88可抑制NFkB的激活状态。

6.NFkB促进miR21表达

生信分析表明miR21编码基因上游启动子区具有NFkB转录因子结合位点：敲低P65可降低miR21表达；转录因子结合序列人工突变后miR21表达受影响；Chip表明miR21启动子区NFkB转录因子显著富集。

四．研究结论

具核梭杆菌侵染细胞后，依次激活TLR4/ MYD88/ NFkB通路，NFKB是转录因子信号通路，NFKB亚基P65亚基磷酸化并结合到miR21编码基因启动子区域，促使miR21转录。高表达的miR21与RASA1结合，抑制其抑癌基因功能，促进癌细胞增殖、迁移，加速癌症发展进程。

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