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自从人体的正常细菌组成的第一个“目录”在2012年发布后,许多关于疾病和人类微生物干扰之间关系被发现。本周,科学家报告了另一个发现:升结肠肿瘤(最靠近的小肠部分)以生物膜为特点,生物膜是细菌细胞和其自身分泌产生的基质的聚合物。
“根据我们所知,这是第一次证明生物膜与结肠癌有关。”Jessica Mark Welch合作者说,他是一名马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所(MBL)的科学家。
由翰霍普金斯医学院的研究人员领导探索的发现表明了利用一种新的方式来“看”微生物群落的结构,这是由Mark Welch和他在MBL的同事一起创建的。所谓的组合影像,它能被用于临床诊断癌前病变和升结肠癌变的情况。
在健康人体内,结肠覆盖了一层粘液层(粘膜),它有助于保持细菌远离结肠的“皮肤”或上皮细胞。值得注意的是,这个团队发现结肠癌患者不仅有肿瘤相关的生物膜,而且在无肿瘤的区域附近的黏膜有类似的生物膜。
“这表明,可能是肿瘤使这种生物膜形成,或是这种生物膜导致了肿瘤的产生。”Mark Welch说,“粘液层被破坏,会导致细菌进入并接触宿主的上皮细胞,这一过程可能会导致癌症。”
研究小组发现,降结肠(靠近直肠)的肿瘤没有相关的生物膜。
Mark Welch和MBL的合作者Gary Borisy(目前在福塞斯研究所)和Blair Rossetti是属于发明这项组成成像技术并用于研究的MBL科学家中间的。不同颜色的荧光探针(研究中有9种颜色)“点亮”生物膜上不同的细菌种类,揭示其微生物群落的三维结构。他们发现有生物膜相关的升结肠肿瘤是由许多种细菌构成的;他们是不同的(非一致);而侵入粘膜层部分生物膜含有生物膜中的所有菌株,而不只是一种入侵的菌种。
Journal Reference:
1.Christine M. Dejea, Elizabeth C. Wick, Elizabeth M. Hechenbleikner, James R. White, Jessica L. Mark Welch, Blair J. Rossetti, Scott N. Peterson, Erik C. Snesrud, Gary G. Borisy, Mark Lazarev, Ellen Stein, Jamuna Vadivelu, April C. Roslani, Ausuma A. Malik, Jane W. Wanyiri, Khean L. Goh, Iyadorai Thevambiga, Kai Fu, Fengyi Wan, Nicolas Llosa, Franck Housseau, Katharine Romans, XinQun Wu, Florencia M. McAllister, Shaoguang Wu, Bert Vogelstein, Kenneth W. Kinzler, Drew M. Pardoll, Cynthia L. Sears. Microbiota organization is a distinct feature of proximal colorectal cancers. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2014; 201406199 DOI: 10.1073/pnas.1406199111