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微生物与肿瘤专刊
Cancer Biology & Medicine
人类肠道微生物在肿瘤中发挥着关键作用。这些肠道微生物及其衍生物影响着疾病的几乎各个方面,包括肿瘤的发生、发展、转移,以及治疗效果。鉴于其重要性,最新的研究正聚焦于靶向肠道微生物以改善患者预后的新策略。Cancer Biology & Medicine与香港中文大学于君教授联合打造“微生物与肿瘤”专刊,系统探讨了微生物的多方面作用,提供了功能和机制层面的见解,并讨论当前微生物靶向策略的临床潜力。
在本期专刊中,南方医科大学李庆教授团队发表最新研究成果,研究者从健康人肠道中"打捞"出一株抗癌明星菌——动物双歧杆菌(B. animalis),并揭示其分泌代谢物甘露糖可通过Hippo-YAP1信号轴解除CD8⁺ T细胞的"功能刹车",显著增强抗肿瘤免疫与PD-1免疫治疗疗效。该研究不仅建立了"肠道菌群-代谢物-皮肤肿瘤免疫"的肠-皮肤轴新范式,更将廉价可及的甘露糖推向黑色素瘤辅助治疗的前沿,为克服免疫检查点抑制剂耐药提供了极具转化价值的微生物组策略。
Cite
Li C, Zhang X, Yang Y, Zeng H, Shi Y, Zhang J, Liu L, Zhu C, Zhang Z, Li C, Wang X, Bai X, Deng H, Li Q. Bifidobacterium animalis suppresses melanoma progression and activates anti-tumor immunity by inhibiting YAP1 expression in CD8+ T cells. Cancer Biol Med. 2026; 23: 737-754. doi: 10.20892/j.issn.2095-3941.2025.0652
内容介绍
研究背景:肠道菌群与免疫治疗的跨界对话
恶性黑色素瘤的PD-1/PD-L1免疫治疗面临超过50%患者的耐药困境。近年临床证据表明,肠道菌群组成与免疫治疗响应密切相关,双歧杆菌等有益菌丰度高的患者往往疗效更佳。然而,具体是哪一株菌在发挥作用、其活性分子是什么、又如何远程调控皮肤肿瘤免疫,仍缺乏深入机制研究。本研究从健康人粪便中筛选并鉴定了动物双歧杆菌(B. animalis),系统阐明了其通过代谢物重塑抗肿瘤免疫的分子路径。
B. animalis的筛选与体内外验证
团队从健康人粪便分离5种双歧杆菌,通过MTT和克隆形成实验发现,B. animalis条件培养基(Ba.CM)对B16-F10黑色素瘤细胞的增殖抑制效果最强。该效应在菌体热灭活和蛋白酶K处理后依然保留,提示活性成分为非蛋白小分子。在C57BL/6皮下瘤模型中,预防性口服B. animalis显著抑制肿瘤生长,且肿瘤组织中未检出活菌,结合Ba.CM的体外活性及热稳定性,提示其通过分泌代谢物远程调控抗肿瘤免疫。
重塑肿瘤免疫微环境:CD8⁺ T细胞是核心执行者
炎症PCR芯片和流式分析显示,B. animalis显著减少肿瘤中免疫抑制性细胞的浸润,同时增强CD8⁺ T细胞的瘤内富集。这些CD8⁺ T细胞表达颗粒酶B、IFN-γ和TNF-α的比例显著升高,提示B. animalis直接提升了T细胞的内在效应功能。体外实验证实,Ba.CM可直接激活脾脏CD8⁺ T细胞,使其效应分子表达翻倍。
锁定关键分子:甘露糖
通过分子截留实验,研究者发现只有<3 kDa组分保留完整抑瘤活性。非靶向代谢组学在该组分中锁定显著富集的D-甘露糖。验证实验显示,饮水中补充1%甘露糖即可在血清和肿瘤微环境中达到与口服B. animalis相当的浓度,并产生一致的抑瘤效果——肿瘤体积与重量显著下降,瘤内CD8⁺ T细胞数量与功能同步增强。由此,甘露糖被鉴定为B. animalis抗肿瘤的关键功能代谢物。
优化肠道菌群生态:直接免疫激活与菌群调节
宏基因组测序揭示,甘露糖虽不剧烈改变肠道菌群整体结构,却能选择性富集鼠李糖乳杆菌、B. animalis等具有免疫调节活性的有益菌。这种"益生元"样作用提示甘露糖通过优化肠道菌群生态巩固抗肿瘤免疫。
机制揭秘:Hippo-YAP1通路
转录组测序显示,甘露糖处理的CD8⁺ T细胞中Hippo信号通路显著激活,YAP1表达下调。机制研究表明:甘露糖通过GLUT1进入T细胞,促进Lats1磷酸化,进而催化YAP1/TAZ磷酸化,YAP1滞留于细胞质,无法入核与TEAD结合并驱动耗竭相关程序,从而解除对GZMB、IFN-γ、TNF-α等效应基因表达的抑制性调控。GLUT1抑制剂BAY-876可阻断上述全部效应,证实甘露糖摄取是触发Hippo-YAP1轴的前提。
联合治疗与肠-皮肤轴
CD8⁺ T细胞耗竭实验证实,B. animalis疗效严格依赖CD8⁺ T细胞。在联合治疗中,B. animalis与anti-PD-1协同应用产生远超单药的肿瘤抑制效果,伴随更强的CD8⁺ T细胞浸润与激活。综上,肠道B. animalis释放甘露糖,经循环系统抵达皮肤肿瘤,通过Hippo-YAP1轴激活CD8⁺ T细胞,实现跨器官免疫调控。
总结与展望
本研究建立了"菌株-代谢物-信号通路-免疫效应"的完整链条。其创新价值在于:精准锁定B. animalis而非泛化"益生菌";将甘露糖从"营养成分"重新定义为"免疫信号分子";发现Hippo-YAP1是连接肠道菌群与T细胞毒性的全新分子桥梁。
局限与展望:益生菌及甘露糖作为一种经济可及、安全可口服的物质,有望成为黑色素瘤免疫治疗增敏的"平民化"策略,为克服PD-1耐药提供极具转化价值的微生物组方案。
来源丨Cancer Biology Medicine
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