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综合分析揭示了口腔鳞状细胞癌中口腔微生物群失调与宿主遗传和表观遗传异常之间的关系
Integrative analysis reveals associations between oral microbiota dysbiosis and host genetic and epigenetic aberrations in oral cavity squamous cell carcinoma
期刊：npj Biofilms and Microbiomes
影响因子：9.2
发表单位：香港中文大学
发表年份：2024年4月
一、研究背景
据报道，人类口腔微生物群的菌群失调与口腔鳞状细胞癌（OSCC）有关，而关于致病菌对宿主基因组和表观基因组异常的潜在影响的宿主-微生物群相互作用的研究仍然很少。
二、研究结果
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1.OSCC中的口腔微生物群失调
基于加权GUniFrac矩阵的主坐标分析（PCoA）显示肿瘤组和AN组之间有明显的分离（p=0.012)。这一发现强调了与邻近正常组织相比，与OSCC肿瘤部位相关的独特微生物群落。4a）。发现7种粘膜细菌（核梭杆菌、密螺旋体、口胃链球菌、黑金菌、黑链菌、胃厌氧菌和猴胃球菌）主要定植于癌症患者的口腔。 -
2.在OSCC中差异表达的宿主基因转录组
对40个肿瘤和22个AN组织的一个子集进行了宿主全基因组转录组分析，显示了OSCC肿瘤微环境中存在全局重构的宿主基因失调。在17225个平均转录本大于1（TPM > 1）中，我们在被调查的OSCC队列中发现了1407个上调（肿瘤相关）和1525个下调（AN相关）基因。 -
3.通过DNA甲基化解除转录组调控
从38例随机选择的OSCC患者的配对肿瘤和AN组织进行DNA CpG甲基化分析。高甲基化基因包括先前报道的OSCC中复发性高甲基化的靶点，如DDAH2、CCNA1、DCC，以及一些癌症相关基因，包括HRAS。同样，低甲基化基因的例子包括三碘化磷、AIM2、PTHLH、IFNG和CEACAM1。考虑到宿主表观遗传修饰可能导致转录组失调，分别指定了477个低甲基化和636个过表达的DEGs -
4.OSCC中宿主基因失调的细菌相关表观遗传异常
对细菌甲基化和细菌转录组相关性的综合分析进一步确定了15个被抑制的DEGs，其启动子区域可能被细菌相关的CpG高甲基化所沉默。同时，DNA CpG低甲基化与基因过表达之间的NRG1和ITGB4的负相关分别与T.培养基和C. morbi丰度相关，提示富含肿瘤的细菌有可能改变DNA甲基化，从而转化为激活的基因表达。NRG1作为一种致癌基因，结合并激活受体酪氨酸激酶ErbB家族成员，触发下游信号通路，如PI3K/AKT和MAPK/ERK通路，这些通路参与细胞生长、存活和增殖。 -
5.核梭杆菌的OSCC相关致癌潜能
体外研究结果表明，在核f菌感染后，三个EMT标志基因（LAMA3、INHBA、SNAI2）的mRNA表达水平显著增加。此外，我们还将层粘连蛋白332的伽马亚基的蛋白编码基因LAMC2作为补充证据，它与LAMA3是同一蛋白复合物的一部分。还研究了蛋白层粘连蛋白332，发现在HGK12和SAS细胞系中，F.核核感染可能增加了两个亚基的蛋白表达。这一观察结果与共培养细胞系的RNAseq分析的结果一致，但这些基因参与OSCC的致癌途径的潜在机制值得进一步研究。
三、研究结论
该研究结果扩展了目前对OSCC发病机制中宿主-微生物群相互作用的理解，这为遗传和功能基础提供了重要的潜在诊断标志物和治疗靶点，以制定更有效的预防和干预策略来管理这种疾病实体。
四、参考文献
Cai L, Zhu H, Mou Q, Wong PY, Lan L, Ng CWK, Lei P, Cheung MK, Wang D, Wong EWY, Lau EHL, Yeung ZWC, Lai R, Meehan K, Fung S, Chan KCA, Lui VWY, Cheng ASL, Yu J, Chan PKS, Chan JYK, Chen Z. Integrative analysis reveals associations between oral microbiota dysbiosis and host genetic and epigenetic aberrations in oral cavity squamous cell carcinoma. NPJ Biofilms Microbiomes. 2024 Apr 8;10(1):39. doi: 10.1038/s41522-024-00511-x. PMID: 38589501; PMCID: PMC11001959.
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