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揭秘:一种令DNA破碎的致癌性基因毒素源自肠道微生物

American Association for the Advancement of Science

揭秘:一种令DNA破碎的致癌性基因毒素源自肠道微生物 :新的研究发现,在栖息于我们肠道内的许多微生物中,某些大肠杆菌株会产生大肠杆菌素(colibactin),这是一种基因毒性弹头,它能以附近细胞的DNA作为标靶并将之摧毁,因而具有致癌作用。这些结果确认了一种潜在的可用于评估结肠直肠癌风险的生物标记。大肠杆菌素被认为是含有生物合成基因簇(被称作pks岛)大肠杆菌株的一种产物。接触该基因毒素已被证明会在哺乳动物细胞内通过令其DNA组成链变成碎片,诱导基因突变及肿瘤生长率增加而引发严重的基因损害。此外,先前的研究已经证明,在罹患结肠直肠疾病(包括结肠直肠癌)患者中发现pks+大肠杆菌的机会更大。然而,据作者披露,尽管它与人类癌症关联,但十多年来,该基因毒素的化学性质、其促致癌作用及它如何进入被其摧毁的细胞等机制一直难以捉摸。由于它具不稳定性,因此要分离该基因毒素仍然是一个挑战。对其研究的大多数尝试一直局限于确认大肠杆菌素的稳定前体及在体外使用合成的“大肠杆菌模拟物”。Matthew Wilson和同事在此使用了一种新近研发的基于非靶向质谱测定的方法(被称作LC-MS3 DNA加成化合物组学);当大肠杆菌素在人类活细胞中介导DNA损坏之后,他们发现了2种残剩的化学产物。据Wilson等报告,该新发现的大肠杆菌素加成化合物首次就通过某环丙烷的烷基化“弹头”是该基因毒素摧毁DNA的潜在机制提供了直接证据。此外,这些数据表明,这些加成化合物是接触pks+大肠杆菌的生物标记,它们能为结肠直肠癌的预后提供信息。在相关的《视角》中,Rachel M. Bleich和Janelle C. Arthur写道:“这项研究代表了对大肠杆菌素化学性质及其致癌活性的了解取得了重大的机制性进展。”

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