研究发现肠道中的益生菌如何破坏胰腺癌的免疫力,并指出了更个性化的癌症治疗方法。
乳酸菌——一种被认为可以促进肠道健康的细菌——可以改变胰腺肿瘤环境中称为巨噬细胞的免疫细胞的功能,并刺激癌症的生长。
“大多数研究都关注微生物组与癌症结果之间的正相关性,”Tracy McGaha 说。“这项工作的重点是微生物组与癌症的负相关,并表明在某些情况下,微生物组的组成部分可能会产生负面影响。”
巨噬细胞是组织驻留的免疫细胞,被认为在肿瘤生长和转移中起重要作用。研究人员表明,乳酸杆菌通过代谢饮食中的色氨酸来影响巨噬细胞的功能,色氨酸是一种在植物和动物性食物的蛋白质中发现的必需氨基酸。
吲哚是微生物色氨酸代谢产生的一类代谢物,可激活芳烃受体或 AHR——一种调节基因表达的蛋白质,它可以在身体其他部位实现有益的炎症和免疫抑制。
研究人员发现,巨噬细胞中 AHR 的缺失或抑制会导致胰腺癌的生长减少、对治疗的敏感性提高以及炎性 T 细胞的数量增加。AHR 的激活阻碍了这些有益效果。
McGaha 说,他对微生物组对 AHR 和免疫功能产生如此强烈的影响感到惊讶。“我们起初并没有考虑微生物组,我们只是对 AHR 作为肿瘤微环境中的一个因素感兴趣,”McGaha 说。“但是当我们阻断可以激活 AHR 的哺乳动物基因时,它就没有效果了。”
研究人员随后研究了乳酸杆菌,部分原因是之前的研究表明,这种细菌与 AHR 活性相关并减少了炎症,这两者都可以促进癌症的生长。
他们在 U of T 的无菌动物设施中工作,并与免疫学教授 Dana Philpott 合作,用胰腺癌手术模型测试了细菌对小鼠的影响。
他们还通过单细胞分析推进了该项目——一种提供单个细胞基因组规模数据的技术,McGaha 说,当他在 2015 年从美国搬到多伦多时,这项技术是一个很大的吸引力。
“当时这项技术是新技术,但对于我们来说,观察巨噬细胞和其他免疫细胞的基因表达模式中的群体反应以及它们周围发生的事情对我们来说是非常宝贵的。”
研究人员后来使用来自人体试验的组织样本和数据表明,AHR 的高表达与疾病进展、免疫抑制和患者生存相关。
众所周知,胰腺癌难以治疗。尽管它相对罕见,但它是加拿大第三大致命癌症,在过去的三十年里,患有这种疾病的患者没有看到其他癌症常见的生存率提高。
为了帮助解决对更有效治疗的迫切需求,McGaha 正在与 UHN 的临床医生科学家合作开展一项名为 PASS-01 的临床试验。该研究是与其他加拿大和美国癌症中心的合作,旨在揭示患者对化疗反应的个性化预测因素。
该团队将在化疗前后收集粪便样本,以寻找乳酸杆菌的富集,以及细菌是否与治疗反应、患者生存以及他们对它在肿瘤环境中的作用的观察相关。
McGaha 说,从长远来看,他的实验室将深入了解免疫细胞如何与微生物组相互作用。希望改进有希望的疗法,例如粪便微生物群移植,这些疗法受到肠道细菌的复杂性和多样性的阻碍——或者尝试一种新的方法。
“通过精确靶向微生物代谢物的免疫反应,有可能绕过操纵微生物组的需要,”McGaha 说。“这是我们想要探索的一个很酷的新方向。”
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