微生物竟可操控肿瘤细胞分子控制宿主

日前，来自杜克大学的肿瘤细胞研究发现，肠道微生物可以通过操控动物细胞的分子机制来控制宿主，激活保持机体健康或引发疾病的基因表达模式。据悉，这项研究在斑马鱼和小鼠细胞中进行，其研究结果对人类的炎性肠病具有重大意义，例如克罗恩病和溃疡性结肠炎。研究结果发表在 Genome Research 杂志上。

这项研究的资深作者、杜克大学医学院分子遗传学和微生物学助理教授 John F. Rawls 博士说：“研究结果说明，我们基因组中古老的部分以及与微生物古老的互作关系都与现代人类疾病相关。”

科学家们近年来已经揭示了人体内数万亿细菌、病毒和真菌间（这些被统称为微生物组）的丰富以及从厌食症到糖尿病的一系列人类疾病。但是 Rawls 认为，关于这些微生物是如何影响人类和其他动物的健康并引发疾病，我们在这方面的认知还知之甚少。

Rawls 利用所谓的“进化保守性”方法鉴定远亲动物的遗传基础，这些也可能与人类健康相关。本研究中，Rawls 通过分析基因组中某个时期或组织中调控基因活性的特定区域研究了微生物组对于动物基因组的影响。其中一些区域的 DNA 链保持了紧密线圈状，将 DNA 隐藏起来，无法接触遗传密码翻译机制。另一些增强子区域会募集转录因子到某个基因周围的特定位置，并激活基因。

Rawls 实验室的研究生 James M. Davison 在两组小鼠中比较了这些基因区域，一组小鼠是无菌培养，另一组小鼠腹部注射了微生物。他发现，在微生物存在情况下，大量增强子会有不同反应。进一步研究发现，这些元件会结合一种称作 Hnf4a 的蛋白，该蛋白是一种古老的动物转录因子，曾有研究发现该蛋白与一系列人类疾病相关，包括炎性肠病、肥胖和糖尿病。

通过肿瘤细胞对比不同动物种类间的基因序列，包括人类、小鼠和斑马鱼，Davison 发现在进化过程中，Hnf4a 蛋白可以阻止微生物引发炎症性肠病，进一步研究发现微生物会使小鼠和斑马鱼中部分 Hnf4a 失活，破坏该蛋白的保护作用。当 Hnf4a *失活后，微生物激活动物体内与炎症性肠病相关的基因表达模式。
HA     Others    H3N2    甲型流感 H3N2 (A/Hong Kong/1/1968) 血凝素 (Hemagglutinin / HA) 杆状病毒-昆虫细胞裂解液 (阳性对照) (变性)
CTF1     Others    Human    人 Cardiotrophin-1 / CTF1 人细胞裂解液 (阳性对照) (变性)
AMTN     Others    Human    人 AMTN / Amelotin 人细胞裂解液 (阳性对照) (变性)
EDNRB     Others    Human    人 EDNRB / Endothelin B Receptor 人细胞裂解液 (阳性对照) (变性)
PRNP     Others    Human    人 PRNP / Prion 人细胞裂解液 (阳性对照) (变性)
CLEC7A     Others    Human    人 CLEC7A / Dectin-1 / CLECSF12 人细胞裂解液 (阳性对照) (变性)
IL12A & IL12B     Others    Cynomolgus    食蟹猴 / 恒河猴 IL12A & IL12B Heterodimer 人细胞裂解液 (阳性对照) (变性)
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