生活在肿瘤内的细菌通过血液帮助癌散布

细胞内细菌通过促进肿瘤细胞的对血液中机械应力的抵抗提升癌症转移。

HEALTH — APRIL 14, 2022

Peter Rogers

Credit: Spectral-Design / Adobe Stock

关键要点

     肿瘤细胞含有活细菌。

细胞内细菌被涉及转移而不是肿瘤生长。

肿瘤内细菌通过增强它们的对机械应力的抵抗帮助癌细胞在血液中存活。

微生物群以多种方式影响人类，从保护我们的皮肤到帮助消化到转变我们的情绪。这些微生物一般是友好的，但根据它们的确切性质、组成和位置，它们也可能造成伤害。发表在《细胞》杂志上的一项新研究提出，生活在肿瘤细胞内的细菌通过增强癌性宿主细胞对血液中机械应力的强度促进癌症转移，反过来促进肿瘤进展过程中细胞存活。

 肿瘤细胞包含活细菌

传统上，研究表明了肿瘤组织无微生物的。然而，近年来技术已经进步，允许科学家来检测已经在肿瘤组织内居住的微小数量的细菌。例如，蔡尚（Shang Cai）和他的团队在一克的小鼠乳腺肿瘤组织中检测到135000个微生物，几乎比健康组织更多十倍。（相比之下一克粪便含有大约3000亿个微生物。此外，几乎所有的细菌都生活在小鼠细胞内。

肿瘤内微生物群的生物学重要性在很大程度上仍然是未知的。然而，科学家已经发现肠道微生物群贡献到肿瘤进展。蔡想知道是否这些肿瘤感染的细胞内细菌也被涉及癌症进展。

为此，他的团队用仅针对肿瘤微生物群的抗生素治疗了肿瘤负荷的小鼠。该治疗不影响肿瘤总重量，暗示肿瘤微生物群在肿瘤生长中不起一个重要角色。然而，在之前的实验中，研究人员注意到了一个细胞内细菌的数量和肺转移率之间的共相关，暗示细胞内微生物群可能被涉及癌细胞的扩散。他们分析了用抗生素治疗的小鼠的肺组织，他们的怀疑被证实：消除肿瘤微生物群降低肺转移不止三倍。

细胞内细菌在癌细胞中搭便车

因为细胞内细菌促进癌细胞转移，研究人员推测微生物旅行穿过循环系统。换句话说，随癌症扩散，细菌正在它们的宿主肿瘤细胞中搭便车向远端器官。

为了测试这一点，研究人员从小鼠的血液中收集并分析了肿瘤细胞。当肿瘤细胞进入血液时，它们能作为单个细胞或细胞团块这样做。单个肿瘤细胞通常不能在血液的敌对环境中存活，但它们的团块通常能。研究人员发现了很少的单个循环细胞携带了细胞内细菌，而大多数肿瘤细胞簇携带了细胞内细菌。这暗示微生物正在以一种促进结块的方式转变肿瘤细胞的生理学。

细胞一起物以类聚

Credit: Aikun Fu et al., Cell, 2022.

     研究人员寻求来了解细胞内细菌正在造成什么变化。因此，他们分析了受感染肿瘤细胞的基因表达。令他们惊讶的是，他们发现了肿瘤细胞激活了参与在血液中存活的基因。

当肿瘤细胞进入血液时，它们被暴露到不可预测的流体压力，一群巡逻的免疫细胞的大军和与其他细胞在血管高速公路上奔跑的碰撞。血细胞激活对增强它们的细胞骨架来在这种环境生存的基因负责，这通常会杀死其他细胞。细胞内肿瘤细菌激活相似的基因。

为了确定是否这种基因表达中的变化增加癌细胞的来生存的能力，研究人员建立了一个带有蠕动泵的来模仿血液压力的人工循环系统。真的，有细菌的细胞比没有细菌的细胞显示了一个更更高的存活。此外，有细菌的细胞比没有细菌的细胞更紧的粘到循环器具，这表明了微生物转变了细胞的细胞骨架和附着能力，这对逃逸血液和殖民新组织至关重要。这也解释为什么用抗生素消除肿瘤驻留微生物群阻碍转移。

抗生素治疗癌症？

作者总结道，“在未来，进一步深入分析细菌怎样侵入肿瘤细胞，细胞内细菌怎样被整合进宿主细胞系统，以及含细菌的肿瘤细胞怎样与免疫系统相互作用将为我们提供有关怎样在临床中合适的实施抗生素用于癌症治疗的见解”。

https://bigthink.com/health/intracellular-bacteria-cancer-spread/