Krooninen sairaus

tiivistelmä

Useat tekijät ajavat etenemistä terve limakalvo kohti satunnaista peräsuolen karsinoomat ja kertynyt näyttöä yhdistää suolistobakteerien sairauden taudin alkamisen ja etenemisen. Siksi Tämän tutkimuksen tavoitteena oli saada aikaan ensimmäinen korkean resoluution kartta paksusuolen dysbiosis, joka liittyy ihmisen peräsuolen syöpä (CRC). Tätä tarkoitusta varten microbiomes asettumaan paksusuolen kasvainkudoksen ja viereisen ei-pahanlaatuisen limakalvon verrattiin syvä rRNA-sekvensointi. Tulokset paljastivat silmiinpistävää eroja mikrobien kolonisaation kuviot näiden kahden sivustoja. Vaikka yksilöiden välistä kolonisaatio CRC potilailla oli vaihteleva, kasvaimia muodosti jatkuvasti markkinarako

Coriobacteria

ja muut ehdotetut probioottisia bakteerilajit, kun taas mahdollisesti patogeenisten

Enterobakteerit

ovat aliedustettuina kasvainkudoksessa. Koska suolistomikrobistoon on yleensä vakaa aikuisiässä, nämä havainnot viittaavat siihen, että CRC-liittyviä fysiologisia ja metabolisia muutoksia rekrytoida kasvaimen foraging commensal kaltainen bakteereita. Nämä mikrobit on siten ilmeinen kilpailuetu kasvaimen mikroympäristössä ja siten näyttävät korvata patogeenisten bakteerien, joita voidaan osallisina CRC verestä. Tämä ensimmäinen kosketus CRC microbiome on tärkeä askel kohti täyttä ymmärrystä dynaamisen vuorovaikutuksen suoliston mikrobien ekologian ja satunnaisia ​​CRC, joka voi tarjota tärkeitä johtaa kohti uusia microbiome liittyviä diagnostisia työkaluja ja hoitotoimenpiteiden.

Citation: Marchesi JR, Dutilh BE, Hall N, Peters WHM, Roelofs R, Boleij A, et al. (2011) Kohti ihmisen peräsuolen syövän Microbiome. PLoS ONE 6 (5): e20447. doi: 10,1371 /journal.pone.0020447

Editor: Niyaz Ahmed, University of Hyderabad, Intia

vastaanotettu: 18 helmikuu 2011; Hyväksytty: 22 huhtikuu 2011; Julkaistu: toukokuu 24, 2011

Copyright: © 2011 Marchesi et al. Tämä on avoin pääsy artikkeli jaettu ehdoilla Creative Commons Nimeä lisenssi, joka sallii rajoittamattoman käytön, jakelun ja lisääntymiselle millä tahansa välineellä edellyttäen, että alkuperäinen kirjoittaja ja lähde hyvitetään.

Rahoitus: AB oli tukee Alankomaiden Cancer Society (KWF; Project KUN 2006-3591). Dutch Digestive Diseases Foundation (MDLS; hanke WO 10-53). Rahoittajat ollut mitään roolia tutkimuksen suunnittelu, tiedonkeruu ja analyysi, päätös julkaista tai valmistamista käsikirjoituksen.

Kilpailevat edut: Kirjoittajat ovat ilmoittaneet, etteivät ole kilpailevia intressejä ole.

Johdanto

ihmisen suolistossa sisältää noin 10

14 bakteereja, jotka käsittävät -10

3 lajia, jotka ovat välttämättömiä ruuansulatuksen elintarvikkeiden, valvonnan suolen epiteelin homeostaasin, suoliston ja ihmisten terveyteen [1 ]. Toisaalta suuri määrä todisteita tukee suhdetta taudinaiheuttajien ja ihmisen syövissä [2], ja viittaa siihen, että tietyt limakalvo liittyvät bakteerilajeja tärkeä rooli patogeneesissä peräsuolen syöpä (CRC; [3], [4], [ ,,,0],5]. Lisäksi kliininen assosiaatioita bakteeritartunta ja CRC on kuvattu useita vuosikymmeniä, näkyvin joista huolta tartuntojen

Streptococcus bovis

[6], [7] ja

Clostridium septicum

[8]. Sen sijaan yhteistyössä ilmaantuvuus näiden infektioiden CRC on hyvin alhainen (alle 1%), koska tällaiset heikompilaatuisen opportunistipatogeeneja voi tulla kliinisesti manifestin heikentynyt potilailla. Vastaavasti serologiset tiedot ovat osoittaneet suurentunutta että

S. bovis

antigeenejä alkuvaiheen CRC potilaita ilman kliinisiä oireita bakteeritartunta [9]. Tämän perusteella on ehdotettu, että tietty suoliston bakteerit ovat kilpailuetu CRC mikroympäristössä, kun taas opportunistisia infektioita edelleen tukahdutettu aktiivisen immuunijärjestelmän suurimmalla osalla potilaista.

Viimeaikaiset julkaisut ovat tarjonneet mekanistinen näyttöä osallistumista suolistobakteerien kehittämiseen CRC, joka käsittää i), tuotanto DNA vahingoittamatta superoksidiradikaalien, ii) tuotanto genotoxins, iii) auttaja-T-solu-riippuvaista induktion soluproliferaation, iv) Toll-kaltainen reseptori-välitteisen induktion pro-karsinogeeninen reittejä [10] – [14]. Tästä huolimatta laaja kokonaisuus aihetodisteita kuitenkaan ole kliinisiä tietoja ovat toistaiseksi olleet saatavilla suoraan osoittaa selvästi bakteerikolonisaatiota kuvioita CRC potilailla. Itse asiassa molekyyli- kompleksin luonteesta suoliston yhteisö oli suurelta osin tutkimaton ennen hetkellä, että Eckburg ja työtoverit [15] paljasti ~400 bakteerilajien sekvensoimalla prokaryoottinen ribosomi-RNA-geenin sekvenssien useiden paksusuolen limakalvon sivustoja ja ulosteet terveillä henkilöillä . Lisätutkimukset paljastivat Suuret yksilökohtaiset vaihtelu suoliston microbiomes ihmisen väestöstä, kun taas mikrobien kolonisaatiota limakalvon sisällä aikuisten yksilöiden on suhteellisen vakaa koko paksusuoli [16] – [18]. Perustuen jälkimmäinen havaintojen me arveltu, että perusteellinen analyysi suhteellisen pieni määrä pariksi on /off-kasvain kudosnäytteitä CRC potilaat voivat paljastaa bakteerilajit, jotka saattavat olla osallisina CRC verestä. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi, käytimme syvä pyrosekvensointi bakteeri rRNA verrata CRC kasvain microbiomes kuin viereisen ei-pahanlaatuisen limakalvolla kuudella potilaalla. Tiedot tarjotaan ensimmäinen korkean resoluution kuva ihmisen CRC microbiome ja osoitti, että CRC on liittynyt varsin dramaattisia muutoksia kiinnittyneiden suolistomikrobistoon.

Materiaalit ja menetelmät

Patient Materiaali

Kuudella potilaalla (merkintä A-F, taulukko 1) tehtiin asemointia varten ensisijaisen koolonadenokarsinooma klo Radboud University Nijmegen Medical Centre. Resektion jälkeen, paksusuolen näytteet laajasti huuhdeltiin steriilillä vedellä, jonka jälkeen näytteet tutkittiin Syöpätauteihin patologi. Sairaus oli järjestetty mukaan Kasvaimen-Node-Metastasis (TNM) luokitus [19]. Jokaisesta paksusuolen yksilö, koepalat otettiin tuumoripaikkaan ( ”on-kasvain” A

on-F

on) ja viereisten ei-pahanlaatuinen kudos ( ”off-kasvain” A

pois -F

pois) päälle luminal puolella paksusuolen seinämän (etäisyys noin 5-10 cm). Kudosnäytteistä rikottiin mekaanisella leikkaus, minkä jälkeen kokonais-DNA uutettiin käyttäen AllPrep DNA /RNA-kittiä (Qiagen). Kaikki näytteet säilytettiin -80 ° C: ssa käyttöön asti.

Ethics lausunto

Tutkimus toteutettiin periaatteiden mukaisesti ilmaistu Helsingin julistus. Tutkimuksen hyväksyi Medical eettinen komitea piirin Arnhem-Nijmegen (Alankomaat); potilaat kunhan kirjallinen lupa varten otetaan näytteitä ja myöhempää analysointia tarvittaessa.

Denaturing Gradient (DGGE) ja Ribosomaalisen Intergeenisen Spacer Analysis (RISA) B

Käyttäen koko DNA: n 12 paksunsuolen koepaloja mallina, bakteeri-16S rRNA-geenit monistettiin nested lähestymistapa [20] käyttäen alukkeita paria 27f /1492r [21] ja L1401r /968f-GC [22], [23] kahdessa peräkkäisessä PCR-reaktiot (taulukko S1) . DGGE suoritettiin saatua PCR-seos, kuten aiemmin on kuvattu [24]. On huomattava, että näkyvissä bändejä (katso kuva 1) edustavat bakteerilajit että on runsaasti vähintään 1-10% koko yhteisöä, kun taas alhainen runsaimmat lajit eivät johda havaittavissa bändejä tämän lähestymistavan. Vahvista DGGE tiedot, bakteerien ribosomien välisen välikkeen alueet monistettiin alukkeilla 1406f ja 23Sr käyttämällä samaa DNA: ta templaattina (taulukko S1; [24]). RISA suoritettiin kuten aiemmin on kuvattu [23].

sisäinen fragmentti (~450 bps) bakteerien 16S rRNA-geeni monistettiin koolonkudoksesta-uutettua DNA: ta, jonka laaja-alueella PCR-lähestymistapaa, jonka jälkeen nämä amplikonin seokset sovellettaisiin DGGE. Potilaan ominaisuudet löytyvät taulukosta 1;

pois

, ei-pahanlaatuista kudosta;

on

, kasvain kudos.

FLX 454 titaani pyrosekvensointi

Toisessa vaiheessa sisäkkäisiä PCR lähestymistapa, amplifioimme V1-V3 alueen bakteeri- 16S rRNA käyttäen alukeparia koodattu 12 erillistä Metagenome tunnistus (MID) tunnisteet (taulukko S1). 454 sekvensointi suoritettiin yliopiston Liverpoolin Advanced Genomics Facility. Sekvenssit ovat saatavilla pyynnöstä.

Lue käsittely ja yhteisöllistä monimuotoisuutta

Kaikki osittaisen 16S rRNA geenisekvenssien käsiteltiin aluksi käyttäen Pyro-putki on Riboeomaalisen tietokantaprojektin (RDP, [25] ; Release 10) leikata ja poistaa alukkeita osittaisesta ribotags ja rajoittaa sekvensseihin 400 emäsparin ja = 500 bp, sekvenssit käsiteltiin käyttämällä pre.cluster komento, joka vähentää virheitä käyttöön ottama pyrosekvensointi alustan [26]. Tämä vaihe kunhan aineistot analysoitavaksi (Taulukko S2) kanssa luetun pituus histogrammit kuvassa S2

. Tiedot kaikista näytteistä oli käsitelty käyttäen MOTHUR [27] tuottaa indeksejä monimuotoisuuden, alipaine- käyriä (kuva S2

B

) ja sitoutuvat Libshuff Näytteen samankaltaisuutta. MOTHUR ajettiin käyttäen laskennallisia tilat Advanced Research Computing @ Cardiff (ARCCA) Division, Cardiffin yliopisto. Vertailuja kirjastojen yksittäisen suoritettiin käyttäen RDP kirjasto verrata työkalu. Analyysi ribotags suoritettiin myös käyttämällä MEGAN [28], jolle tulo oli csv ulostulo RDP: n luokittimen putki (oletusasetuksilla ja luottamustasolla 50%). Vertailu työkalu valittiin ja lukee normalisoitu näytteiden välillä ja Bonferroni korjausta käytetään korostamaan eroja näytteiden. Rinnastuksen riippumaton analyysi päivämäärä oli lisäksi sitoutunut käyttäen 5-meerit ja taajuus maisema jakelu (fLAND) analyysi [29] – [31]. Sukupolvi 5-meerit suoritettiin käyttäen tilaustyönä Perl-skripti (kirjoittanut BED; saatavilla pyydettäessä) ja PCA-analyysi tehtiin MATLAB on ARCCA, The fLAND analyysi suoritettiin käyttäen ohjelmistoa fLAND.

Johdonmukaisuus analyysi

harhat mikrobiston välillä on-kasvain ja off-kasvain näytteet poikki potilasta tiivistää, jotta voidaan tunnistaa taksonit jotka joko jatkuvasti rikastettu tai johdonmukaisesti köyhdytetty kahdessa markkinaraon. Kaikki pyrosekvensointi lukee ensin kartoitettu SILVA kattava tietokanta linjassa, laatu tarkastetaan 16S /18S rRNA-sekvenssit 300 nt (versio SSUParc_100; [32]) käyttäen BLAT v34 oletusparametrit ja cutoffs [33]. Oletimme, että jokainen lukea oli peräisin eri mikro-organismien ja että näytteenotto lukee edusti taksonominen jakauma suolistomikrobistoon. Kunkin näytteen, joka lukea määrättiin sen kaikkein samanlaisin sekvenssin SILVA tietokantaan ja yhteenveto taksonomisen merkinnät havaitun tietokannan sekvenssit luotiin. Kukin taksonominen haaran arvioitiin, onko se oli suurempi osa lukee off-kasvaimen tai kasvaimen näytteistä jokaiselle potilaalle, ja johdonmukaisuutta pisteet laskettiin laskemalla ”+1″, jos haaran oli suurempi off-kasvain, ” -1 ”, jos haaran oli suurempi-kasvain, ja” 0 ”, jos osa lukee ja off-kasvain oli sama (esimerkiksi jos haaran ei mitattu tässä potilasryhmässä). Lopuksi nämä tulokset laskettiin yhteen, jolloin saadaan yleisen yhdenmukaisuuden pisteet välillä -6 ja +6, joka kuvastaa kuinka johdonmukaisesti haaran rikastettiin tai köyhdytettyä kaikilla potilailla. Huomaa, että jokainen sekvenssi SILVA tietokannassa on kaksi taxonomic merkinnät eli EMBL ja RDP.

Tulokset

DGGE sormenjälkien

Ensimmäisessä etsintä, profiilit bakteerien 16S rRNA geenejä luotiin käyttäen DGGE kasvainten ja vastaavat viereisen ei-pahanlaatuinen (off-kasvain) limakalvon 6 CRC potilaista (taulukko 1). Kuten on esitetty kuviossa 1, mikrobiyhteisöjä kasvainkudoksen ja vieressä ”off-kasvain” limakalvo olivat hämmästyttävän erilaisia ​​ja samanlaisia ​​tuloksia saatiin, kun RISA sormenjälkien levitettiin samoissa näytteissä (kuvio S1). Erityisesti tämä tulos voimakkaasti eroaa jyrkästi aikaisemmasta havainnot, että paksusuolen limakalvon mikrobiston on lähes identtinen viereisillä sivustoja terveillä henkilöillä [15], [16], [34] – [36]. Innoittamana silmiinpistävää havainto, me seuraavaksi tavoitteena oli microbiome sekvensointia lähestymistapa kartoittaa microbiome muuttuu suurella tarkkuudella sijasta sekvensointi yksittäisten erottava bändejä, jotka edustavat vain runsaimmat lajit tietyssä näytteessä.

FLX 454 titaani pyrosekvensointi

Jos haluat määrittää paksusuolen kasvain microbiome syvällä tasolla, me vahvistetaan ja sekvensoitiin V1-V3 alueen bakteerin 16S rRNA geenejä (taulukko S1), mikä johti yhteensä 193880 ribotags pituudeltaan 401 500 bp. Tiedot osoittivat korkean kattavuuden arvot ( 88%) ja alipaine- käyrät osoitti tyydyttävää näytteitä yhteisöt 90% identtinen (Kuva S2

B

; Taulukko S2). Libshuff analyysi osoitti, että kaikki on- ja off-kasvaimen yhteisöt olivat merkittävästi erilaiset (p 0,0001) toisistaan ​​(taulukko S3). Tärkeää on, molemmat kohdistus riippuvia ja riippumattomia menetelmiä tukenut havainto näiden muuttunut kasvaimen microbiomes (kuva 2, kuva S2

C

ja

D

; taulukko S3). Lisäksi vaikka DGGE ja RISA vain osoittivat vähäisiä eroja potilaiden D, hienovarainen, mutta merkittäviä eroja voitaisiin tunnistaa syvä sekvensointi lähestymistapaa. Tämä selvästi esimerkki esimies resoluutio, joka voidaan saada sen kanssa tekniikkaa. Tiedot osoittivat yleinen suuntaus enemmän Bacteroidetes ja vähemmän firmicutes alkaen kasvainkudoksessa verrattuna matching off-kasvain limakalvon (kuva S3). Kuten voitiin odottaa havaitusta microbiome siirtyy osoitti korkeaa vaihtelevuutta potilailla (Kuva S3A-F) ja joissakin tapauksissa oli jopa vastoin yleistä suuntausta (kuva S3

G

). Vaikka

S. bovis

tai

C. septicum

infektioita on tunnettu kliininen yhdessä CRC, vain hyvin harvat sekvenssit kartoitetaan rRNA näiden kahden lajin eikä luotettava kolonisaatiota CRC kudosta havaittiin. Tämä voi selittyä sillä, että tällaiset opportunistisia taudinaiheuttajia pääasiassa läsnä ohimenevä adenooma vaiheessa CRC [37].

454 sekvensointi tiedot normalisoitiin vuonna MEGAN (Huson ym. 2009) ja jäsentää läpi RDP pyropipeline luokittelija työkalu (Cole et al. 2009) tuottaa csv tiedot taxonomic runsautta. Tämä tiedosto on tarkoitus syöttää MEGAN visualisoida, jossa perheiden erot hyvänlaatuisen kudoksen (

pois

-tumor) ja CRC kudoksen (

on

-tumor) yhteisöt ovat läsnä. Korkean resoluution kuva Tämän kuvion varten ”zoom-in” varten on ladattavissa kuva S2

E

.

Johdonmukaisuus analyysi

paikantaa kaikkein välttämätöntä microbiome muutokset muodostumisen aikana CRC, johdonmukaisuuden potilaat laskettiin jokaiselle luokitusjärjestelmän mukaan erikseen antamalla sille pistemäärä ”-1”, jos normalisoitu määrä järjestyksessä lukee kyseisen luokitusjärjestelmän mukaan tuumorikudokseen oli korkeampi kuin vastaavat off-kasvain limakalvo ”+1”, jos taksoniin oli runsaampaa terveillä limakalvolla ja ”0”, jos sitä ei ole havaittu lainkaan tälle potilaalle. Yhteenvetona nämä tulokset poikki potilasta johti johdonmukaisuutta pisteet -6-6 kullekin luokitusjärjestelmän mukaan (taulukot 2 ja S4, kuva S4

ja

B

). On huomattava, että jotkut sekvenssit paremmin selityksin mukaan EMBL kuin RDP, ja

päinvastoin

(katso kuva S4C), joten raportoimme molemmat sijaan ensisijaisesti luottaminen jompikumpi näistä taxonomic merkintöjä. Tämä lähestymistapa osoitti, että CRC kudos johdonmukaisesti liittyy yliedustettuina alaluokka

Coriobacteridae

, erityisesti suvuista

Slackia

ja

Collinsella

, jota voidaan pitää suolen commensals. Toisaalta jäsenet

Enterobacteriaceae

, kuten

Citrobacter

,

Shigella

,

Cronobacter

,

Kluyvera

,

Serratia

ja

Salmonella

spp. (Tulokset välillä +4 ja +6, taulukko 2, kuva S4

ja

B

) olivat aliedustettuina CRC kudoksessa. Vaikka nämä tulokset olivat yhdenmukaiset, suhteellinen runsaus näiden eliösystematiikan poikkesivat huomattavasti päälle ja pois kasvain limakalvoa tutkittujen potilaiden kuten kuvassa 3.

suhteellinen jakautuminen valittujen CRC yli /alle edustettuina eliösystematiikan laskettiin murto selityksin sekvenssit kokonaismäärästä lukee kyseisen näytteessä. Johdonmukaisuus pisteet ilmoitettu luokitusjärjestelmän mukaan (katso taulukko 2) annetaan suluissa ja heijastaa sitä, miten johdonmukaisesti clades rikastettiin poikki potilaille A-F; Vihreät palkit osoittavat osa on

pois

-tumor ja punaiset pylväät osoittavat osa tämän luokitusjärjestelmän mukaan

on

-tumor.

Keskustelu

Räikein havainto nykyisessä tutkimuksessa oli dramaattisesti erilainen microbiomes CRC kudosten ja viereisen ei-pahanlaatuisen limakalvo 5 6 tutkittu potilailla. Yllätykseksemme emme kuitenkaan löytäneet mitään johdonmukaista yliedustus mahdollisten patogeenisten bakteerien CRC kudoksessa. Sen sijaan yliedustettuina lajille jäsenet suvuista

Coriobacteridae

,

Roseburia

,

Fusobacterium

ja

Faecalibacterium

, joita pidetään yleisesti gut commensals kanssa pro-bioottisten ominaisuuksia. Tämä viittaa siihen, että havaittu mikrobien siirtymät johtuvat varsin dramaattisia fysiologisia ja metabolisia muutoksia, jotka johtuvat paksusuolen syövän synnyn itsestään [38] – [40], ja että nämä lajit voidaan pitää CRC matkustajia. Itse asiassa viimeaikaiset metabolomiikan tutkimukset paljastivat erittäin muuttuneessa ravitsemukselliset olosuhteet CRC kasvain mikroympäristön verrattuna ei-pahanlaatuinen limakalvon [41]. Näkyvin ja johdonmukainen havainnot koskevat jyrkkä lasku glukoosin ja pyruvaatin ja kasvu laktaattia (alhainen pH), aminohappoja, lipidejä ja rasvahappoja. Sisäiset potilaiden vaihtelu microbiome muutoksiin mahdollisesti heijastaa yksilökohtaiset vaihtelut CRC kasvain microenvironment [42], jolloin etuoikeutettu rekrytointi eri luokkiin suoliston lajeja. Erityisesti vähensi määrä

Collinsella

spp. ja

Roseburia

spp. aiemmin todettu vanhuksilla käytetään steroideihin kuulumattomien tulehduskipulääkkeiden verrattuna ei-käyttäjille (NSAID [43]; viittaa siihen, että nämä bakteerit tarvitsevat tulehduksellinen kapeampiin optimaalisesti asuttaa suolen seinämän. Mielenkiintoista, suvuista

Roseburia

,

Fusobacterium

ja

Faecalibacterium

, jotka ovat kohtalaisen rikastettu kasvainten kuuluvat suuret butyraattia tuottavat suolen bakteerit. butyraatti ajatellaan suojaavan CRC aiheuttamalla p21-riippuvaisen solusyklin pysähtymisen tuloksena on lisääntynyt apoptoosin määrä karsinogeenisia solujen [44]. vaikutuksia butyraatti ovat kuitenkin edelleen keskustelua kasvain esto voi esimerkiksi rajoittua alkuvaiheissa syövän. Selvästi, on osoitettu, että

Faecalibacterium prausnitzii

erittää anti-inflammatorisia tekijöitä, jotka estävät NF-KB: n aktivaation ja IL-8 tuotantoa koe-eläimen malli Crohnin tautiin [45]. Lisäksi potilailla, joilla on tulehduksellinen suolistosairaus, joka on suurempi riski CRC, on liittynyt alhaisempi määrä

F. prausnitzii

suolen väestöstä [46]. Lopuksi

Slackia

spp. tiedetään muuntaa ravinnon isoflavonien useampaan voimakas anti-oksidantteja [47], joka kykenee indusoimaan apoptoottisen reittien tuumorisoluissa [48]. Niinpä kun otetaan nykyiseen datan, voisimme päätellä, että CRC microenvironment edullisesti asuttaneet suolistobakteerien kanssa antituumorigeenistä ja anti-syöpää aiheuttavia ominaisuuksia, jotka siten saattavat estää nopean etenemisen tätä tautia. Voidaan kuitenkin myös väittää, että esimerkiksi butyraatti tarjoaa lisäksi energialähde kasvainsoluja, kun taas vaimentaa tulehdusvasteen pysäyttää synnynnäinen immuunijärjestelmä hyökkää syntyvän kasvain. Siten sekä kasvaimen tukahduttamaan tai kasvain edistämällä skenaarioita voi olla mahdollista tuloksista ero asuttaminen CRC kudosten ja edelleen yksityiskohtaisia ​​tutkimuksia, tarvitaan valottaa tätä asiaa.

Toinen merkittävä havainto koski vähentynyt läsnäolo jäsenten

Enterobacteriaceae

, kuten

Citrobacter

,

Shigella

,

Cronobacter

,

Kluyvera

,

Serratia

ja

Salmonella

spp. kasvainkudoksessa tutkituista CRC potilaille. Tämä data voi ehdottaa, että nämä bakteerit ovat osa luontaista microbiome CRC potilaista, mutta outcompeted edellä mainittujen commensal-bakteerit upon taudin etenemistä. Vaikka ymmärrämme, että ilman suurta viitetietokanta limakalvon microbiomes terveistä yksilöistä on vaikeaa tehdä johtopäätöksiä tämän havainnon, haluaisimme tilaisuutta piakkoin tarkistaa miksi suoliston suoliston kolonisaatiota saattaa liittyä suurentunut riski CRC. Ensinnäkin metagenomic varastot ihmisen suoliston microbiome osoittivat, että

Salmonella

,

Citrobacter

, ja

Cronobacter

olivat alhaiset runsas suoliston lajeja tai olivat jopa kokonaan poissa terveillä henkilöillä [15], [49], joka on täysin linjassa niiden patogeeniset luonnetta [50]. Päinvastoin, tämä bakteeri perhe oli tunnistettavasti läsnä hyvänlaatuisen paksusuolen limakalvoa näytettä CRC potilaista [36], kun taas Shen ja kollegat osoittivat äskettäin, että

Shigella

spp ovat aiempaa runsautta luontainen (ei-pahanlaatuinen) microbiome of adenooma potilaista [51]. Tärkeää on, että potentiaalia Enterobakteerit aloittaa CRC on jo esitetty

Citrobacter

lajien eläinmallissa [52], ja arvellaan, että tämä lisääntynyt alttius CRC syynä on oireeton, mutta krooninen, tulehduksellinen vaste paksusuolen limakalvolla [53]. Lisäksi useat suoliston kannoista tuottaa DNA vahingoittamatta genotoxins [54], ja saattavat siten edistää aktiivisesti mutaatioiden, jotka luonnehtivat adenooma-karsinooma-sekvenssin [55]. Tässä yhteydessä meidän data voi lisäksi ehdottaa, että kun CRC eteneminen, kasvain microenvironment muutoksia siten, että Enterobakteerit korvataan kommensaalisissa kaltaisia ​​lajeja tai bakteerien ehdotti probioottisia ominaisuuksia, jotka ovat lisääntyneet pääsy ja /tai voivat tehokkaammin rehun muuttuneen kasvain microenvironment. Katoaminen CRC-ajo patogeenisten bakteerien kehittyneistä CRC kasvainkudoksen voi olla analoginen, mitä on raportoitu

Helicobacter pylori

aikana mahalaukun syövän etenemisessä [56].

Kaikkiaan tutkimuksemme tarjoaa tärkeä ensimmäinen kosketus CRC-liittyvä microbiome ja osoittaa erittäin dynaaminen suhde suolistobakteerien ja kehittää kasvaimia. Kuitenkin paljon avoimia kysymyksiä on käsiteltävä tulevissa tutkimuksissa, mukaan lukien syvä microbiome analyysi laajennettu ryhmien kasvain näytteet eri sairauksien vaiheissa, mukaan lukien adenoomien ja koepalat suuri joukko ei-syöpäpotilasta palvelemaan viitetietokannan. Lisäksi diagnoosia varten on tärkeää tutkia, miten paikallinen kasvaimeen liittyvien microbiome siirtyy liittyvät ulosteen mikrobiston koostumus [57]. Tarkempi analyysi CRC (meta) genomien ja bakteerien transcriptomes tarvitaan paikantaa geenejä, jotka aiheuttavat ero kolonisaation kasvaimen mikroympäristössä ja määritellä paremmin korkean riskin mikrobien. Myöhemmin korkean riskin ja matalan riskin bakteeripopulaatioita olisi validoitava (eläin) malleja satunnaista CRC, ja mekanismit bakteeri häiriöitä CRC on unraveled tarkemmin. All-in-all, tämä asettaa esityslistan uusi jännittävä aikakauden kolorektaalisyövässä tutkimukseen, integrointi mikrobiologian ja mikrobiekologian kanssa tuumoribiologiassa. Tämä johtaa meidät kohti lisääntyvää tietämystä voimista CRC sekä uusia microbiome liittyvät diagnostiset välineet ja hoitotoimenpiteiden.

tukeminen Information

Kuva S1.

RISA sormenjälkien ottaminen CRC kudoksen ja ei-pahanlaatuiset vieressä limakalvolla. Intergeeniseen välikealue välillä 16S ja 23S rRNA geenit monistettiin konservoitunut alukeparien (taulukko S1) ja analysoitiin käyttäen Agilent Bioanalyser. Potilaan ominaisuudet löytyvät taulukosta 1; off, ei-pahanlaatuinen kudos; on, kasvain kudos.

doi: 10,1371 /journal.pone.0020447.s001

(PDF) B Kuva S2.

, Read pituudet per näyte, jossa X

pois ja X

päälle tulevat off-kasvain ja kasvainten näytteiden aihe X, data oli johdettu luettu pituudet jälkikäsittelyä kautta RDP pyropipeline.

B

, Rarefraction käyrät kunkin näytteen, näyte avain on sama kuin käyttö Kuva S1. Nämä käyrät luotiin käyttäen MOTHUR, katkaista arvot näkyvät.