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[闲聊] Nat Comm |病毒-细菌共感染重编程细胞导致癌症

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jlzzb3 发表于 2022-3-23 04:30:36 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
原创 图灵基因 图灵基因
收录于话题#前沿分子生物学机制

Nat Comm |病毒-细菌共感染重编程细胞导致癌症 第1张图片

Max Planck感染生物学研究所和Würzburg大学的科学家们报告说，病毒和细菌之间的各种合作可能导致宫颈癌。为了得出这一结果，科学家们使用源自患者的宫颈外类器官来模拟人乳头瘤病毒（HPV16 E6E7）和沙眼衣原体的个体和共感染动力学。

“我们的宫颈3D类器官提供了急需的近生理体外模型，用于研究宫颈生物学的各个方面，包括女性生殖道感染和合并感染的影响及其分子机制。”科学家们在《Nature Communications》上的一篇论文中指出。该论文的资深作者，Würzburg大学微生物学系主任Cindrilla Chumduri博士补充说，多重感染“创造了一个独特的细胞微环境，可能有助于组织的重新编程，从而导致癌症的发展。”

新发现证实了一个古老的怀疑。一段时间以来，人们注意到，宫颈癌患者往往不仅感染人乳头瘤病毒，而且还同时感染细菌病原体沙眼衣原体。这一观察结果表明，这两种病原体共同作用，对它们感染的细胞进行重新编程，从而使它们不受控制地退化和繁殖。

Chumduri及其同事完成的工作的详细信息发表在一篇题为“Modeling Chlamydia and HPV co-infection in patient-derived ectocervix organoids reveals distinct cellular reprogramming”的论文中。例如，该论文描述了如何对类器官中的宫颈外干细胞进行基因操作，以引入E6E7癌基因来模拟HPV16整合。此外，该论文还提出了证据表明，类器官具有癌前病变的特征，保留了自我更新能力，并产生了与健康类器官相似的成熟复层上皮。



Nat Comm |病毒-细菌共感染重编程细胞导致癌症 第2张图片


“衣原体和HPV诱导的独特转录和转录后反应导致宿主细胞过程发生明显的重编程。”该文章的作者写道，“令人惊讶的是，衣原体阻碍了HPV诱导的维持细胞和基因组完整性的机制，包括干细胞中的错配修复。”



Nat Comm |病毒-细菌共感染重编程细胞导致癌症 第3张图片


长期以来，人们已经证明HPV会导致癌症。事实上，90%以上的宫颈癌中都能发现HPV DNA。然而，HPV并不是唯一的罪魁祸首。尽管超过80%的女性在其一生中会感染HPV，但因此患上癌症的女性甚至都不到2%。



Nat Comm |病毒-细菌共感染重编程细胞导致癌症 第4张图片


因此，与沙眼衣原体合并感染被认为是促使HPV相关宫颈癌恶性组织形成的主要辅助因素。“HPV和沙眼衣原体是最普遍的性传播病原体感染之一。”Max Planck感染生物学研究所研究员、该研究的第一作者之一Stefanie Koster博士说。“然而，这种合并感染的动态和潜在机制在很大程度上是未知的。”Max Planck感染生物学研究所的组长、该研究的另一位第一作者Rajendra Kumar Gurumurthy博士补充道。



Nat Comm |病毒-细菌共感染重编程细胞导致癌症 第5张图片


问题是“与肿瘤病毒不同，其DNA可以在肿瘤中找到，与癌症相关的细菌很少在癌细胞中留下可检测的元素。”Chumduri解释说。然而，为了将细菌与癌症的发生联系起来，她说，有必要确定那些导致细胞发生病理变化的细胞和突变过程。Chumduri和她的团队现在已经在他们开发的类器官中系统地精确解码了这些过程。



Nat Comm |病毒-细菌共感染重编程细胞导致癌症 第6张图片


结果：“我们的分析表明，HPV和衣原体会导致宿主独特的细胞重新编程。”科学家们解释道。两种病原体以不同的方式上调或下调几种基因，这与特定的免疫反应有关。除其他外，病原体影响着所有负责DNA损伤修复的受调控基因的重要子集。

总的来说，该研究表明“HPV和衣原体在干细胞中的共存可能会对细胞和基因组的稳定性产生不利影响，并促进肿瘤的进展。”该研究还表明，宫颈的3D类器官适用于研究宫颈生物学的各个方面，包括在接近生理条件下进行药物测试。

Chumduri的研究集中在两种组织类型上。第一种是所谓的外宫颈——宫颈粘膜延伸至阴道的部分。第二种是子宫颈内膜——将子宫颈进一步向内排列的粘膜部分，连接子宫。这些组织的基本任务是防止病原体进入子宫，从而帮助保持女性上生殖道无菌。

“外宫颈和内宫颈融合的区域形成了一个过渡区。”Chumduri指出，“（这些区域）特别容易发生感染和肿瘤。”她补充说，大多数宫颈癌起源于那里。

《Nature Communications》文章的作者总结道：“（我们的）类器官的长期可培养性以及对其进行基因操纵的能力为在真实的临床前环境中研究慢性感染的发生、进展和结果开辟了途径。通过利用这一强大的发展，我们在这里展示了上皮组织、病毒和细菌共感染的复杂三方相互作用，以及对宿主细胞反应和命运的影响。”


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标签：同事人乳头瘤病毒沙眼衣原体分子生物学分子生物
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