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加利福尼亞大學(xué)、圣地亞哥和麻省理工學(xué)院(MIT)的科學(xué)家們描述了一種檢測小鼠肝癌轉(zhuǎn)移的新方法。這種方法使用非處方的益生菌基因編程,產(chǎn)生在肝癌轉(zhuǎn)移時尿液中容易檢測到的信號。發(fā)表在《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》上的這項新研究的結(jié)果表明,基因程序化的益生菌可能有助于在疾病進展早期發(fā)現(xiàn)肝癌轉(zhuǎn)移。

 

肝癌轉(zhuǎn)移難以通過常規(guī)影像學(xué)發(fā)現(xiàn),因此需要及時發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移灶的新方法。癌癥的轉(zhuǎn)移擴散導(dǎo)致90%的癌癥相關(guān)死亡,而肝癌轉(zhuǎn)移對于臨床醫(yī)生來說尤其具有挑戰(zhàn)性,部分原因是因為它們的體積小,以及肝癌的多樣性。如果早期發(fā)現(xiàn)肝癌轉(zhuǎn)移,患者生存率更高。

 

通過使用益生菌作為小鼠肝轉(zhuǎn)移早期檢測的平臺,研究人員利用了某些細(xì)菌能夠直接從胃腸道進入肝臟的事實,以及某些細(xì)菌被吸引到腫瘤的事實。在過去的大約100年里,科學(xué)家們越來越意識到以前被認(rèn)為是無菌的環(huán)境中的細(xì)菌,例如腫瘤,表明細(xì)菌是正常人類生理學(xué)的一部分。

 

研究人員表示:“這是某細(xì)菌選擇性地在腫瘤的早期發(fā)現(xiàn),沒有人確切知道其原因,但這可能是由于缺乏免疫監(jiān)視和腫瘤內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng),細(xì)菌可以自由生長,而不受免疫系統(tǒng)的干擾。”

 

有了這些知識,研究人員開始開發(fā)利用肝癌小鼠模型,通過益生菌大腸桿菌Nissle 1917的檢測,來實現(xiàn)肝癌轉(zhuǎn)移的一種簡單測試方法(ECN)。首先,他們需要檢驗一種口服益生菌是否具有轉(zhuǎn)移肝癌的想法,這一點以前只在細(xì)菌直接進入血流時表現(xiàn)出來。

 

“ECN是一個安全的和廣泛使用的益生菌,事實上,我們能夠從亞馬遜訂購它,并用它來表達我們想要的基因。接下來,我們需要看看它在我們的小鼠模型中的行為。”

 

當(dāng)研究人員收到細(xì)菌之后,細(xì)胞被設(shè)計在一塊圓形的DNA質(zhì)粒中,其中表達的一個基因使細(xì)菌的酶自然產(chǎn)生發(fā)光信號。“因為細(xì)菌正在發(fā)光,我們能夠看到它們正像我們所希望的那樣定位到轉(zhuǎn)移灶上。然而,這種信號很難在老鼠體內(nèi)檢測到,在人類體內(nèi)更是如此。我們需要想出另一種方法,讓細(xì)菌可以報告腫瘤的存在。”

 

為了做到這一點,該小組設(shè)計了細(xì)菌LacZ,LacZ是一種編碼蛋白β半乳糖苷酶的基因,當(dāng)細(xì)菌生長在含有其底物的培養(yǎng)基上時,這種酶會使細(xì)菌呈現(xiàn)藍(lán)色。在動物體內(nèi),酶活性的產(chǎn)物在尿液中被排出,并使其變色;如果出現(xiàn)肝癌轉(zhuǎn)移,老鼠的尿液就會變紅。研究人員還添加了基因盒,以確保在腫瘤中定居的細(xì)菌含有他們的質(zhì)粒。其中一組基因含有一種毒素,如果細(xì)菌發(fā)生突變從而失去質(zhì)粒,就會殺死它們。另一種是在DNA復(fù)制過程中,質(zhì)粒移動到細(xì)菌細(xì)胞的相反端,這就保證了每個子細(xì)胞都會收到一份拷貝。

 

這種新方法將有助于早期發(fā)現(xiàn)肝癌,從而增加成功治療肝癌的機會,在癌癥的早期檢測中使用益生菌有多種原因,首先,益生菌對抗生素很敏感,一旦病人完成任務(wù),抗生素就能迅速清除出他們的系統(tǒng)。第二,益生菌會做他們擅長的事情--生長。這意味著患者只需獲得足夠的益生菌,就能確保一種細(xì)菌到達目標(biāo)位置。這項研究跟蹤觀察了這些小鼠口服益生菌一年多的時間,發(fā)現(xiàn)沒有任何有害的健康影響。

 


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