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Nature重磅:肠道菌群竟能诱发白血病?!

2018/05/21 来源:学术经纬
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导读
5月17日,芝加哥大学医学院的研究人员们在《自然》上发表了一项重磅研究——他们发现在某些条件下,肠道菌群竟会诱发白血病!近年来,诸多研究已经阐明了肠道菌群对于癌症的影响,这篇论文则进一步加深了我们对其的理解。


本文转载自“学术经纬”。

众所周知,白血病是一类严重的血液癌症,其中部分白血病是由于基因突变所引起。据统计,在60岁以上的人群里,超过15%的老年人的造血干细胞会自发出现TET2基因突变。这一突变会给造血干细胞带来额外的生存优势,使它们更容易增殖。于是,这些细胞的后代就占了人体白细胞的大多数,且容易恶化。尽管我们已经知道了TET2突变与白血病发作之间的关联,其中的具体生物学机制却一直没有得到阐明。

为了了解TET2突变如何影响白血病的发病,这支研究团队首先构建了带有TET2突变的小鼠作为研究对象。令人意外的是,只有50%-75%的小鼠会出现白血病症状,这说明TET2突变仅仅是诱发白血病的因素之一,而不是唯一的因素。在人类患者中,这一现象也得到了证实。


▲本研究的通讯作者Bana Jabri教授(图片来源:芝加哥大学)

那么,还有哪些神秘因素会导致白血病的出现呢?近期的一项研究给了科学家们启示:人们发现,系统性的细菌感染会引发异常的骨髓增生,这和白血病早期的症状如出一辙。细菌会不会在白血病的发病中扮演了某种关键角色呢?尽管听起来非常反常识,但研究人员依旧决定测试一下这个想法。

后续的研究结果让他们惊讶!通过定量分析,研究人员们果然在突变小鼠的外周血液、肠系膜淋巴结、以及脾脏中找到了细菌16S rRNA的存在。进一步的细菌培养,则证实了在大约一半的突变小鼠内存在乳酸杆菌(Lactobacillus)等细菌。


▲只要TET2基因发生变异,无论是在好氧环境还是厌氧环境下,研究人员都在肠系膜淋巴结(左)和脾脏(右)中培养出了细菌(图片来源:《自然》)

可以说,这是一个很有趣的发现。要知道,乳酸杆菌主要存在于小肠内,它们是怎么跑到小鼠的血液和脾脏里去的?这还要从TET2说起。

原来,TET2是一种在表观遗传学中起到重要作用的酶,能影响不少基因的调控。当它出现突变时,会破坏肠壁的完整性。乳酸杆菌等细菌就这样顺着肠壁上的缺口来到了血液及周边的器官中。而监测到异常的身体则会产生炎症因子IL-6。诸多因素的结合下,白血病就很容易出现。

研究人员们又用了两个实验确认了他们的发现。首先,他们在小鼠内使用抗生素和IL-6抑制剂,并发现这果然可以逆转小鼠在白血病发作前的骨髓增生;其次,他们也发现,出生在无菌环境下的小鼠即便有了TET2突变,也不会出现骨髓增生的症状。这两个研究清楚地表明肠道菌群在白血病发病过程中所不可或缺的作用。


▲本研究的图示(图片来源:《自然》)

“在患者出现癌症前,身体里就有了这些变化。但不知情的患者看上去都很健康,直到灾难的到来,”该研究的通讯作者Bana Jabri教授说道:“这篇论文让我们知道细菌的信号对于疾病的驱动有重要作用,而我们现有的技术足以找到这些患者。”

可以想象,这将为白血病的预防和治疗带来重要契机。如果TET2的自发突变不可避免,至少我们可以监控身体内的细菌水平和IL-6水平,及时干预,防止白血病的出现。这对全球每年新增的数万名白血病患者来说,无疑是一个重大的利好消息。能够将一个又一个的生命从死亡线上拉回,也是对这些科学家的发现最好的认可。

参考资料:

[1] Microbial signals drive pre-leukaemic myeloproliferation in a Tet2-deficient host

[2] Under certain conditions, bacterial signals set the stage for leukemia

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