科学家们发现了由肠道细菌产生的 DNA 损伤分子，这可能有助于解释为什么人们患有炎症性肠病(IBD) 结直肠癌发病率较高比没有条件的人。
周四（10 月 27 日）在该杂志上发表的一项新研究科学，研究人员发现了一类以前未知的 DNA 损伤分子，或基因毒素，他们将其命名为“吲哚胺”。
这些分子是由摩根氏菌, 一个细菌在 IBD 和结直肠癌患者的肠道中增殖癌症.
吲哚胺受损脱氧核糖核酸在实验室培养皿实验中，它还促进了患有结直肠肿瘤的小鼠的癌症生长。
并通过阻断吲哚胺的生产摩根氏菌科学家们发现它们可以阻止小鼠体内的肿瘤生长。
过去，其他肠道细菌也曾与炎症性肠病和结直肠癌有关。辛西娅·西尔斯巴尔的摩约翰霍普金斯大学医学院的医学和肿瘤学教授，他没有参与这项研究。
例如，选择菌株大肠杆菌与IBD有关，并产生一种称为大肠杆菌素的基因毒素，它会损害DNA并促进小鼠肿瘤的生长。
这项新研究加深了我们对其他细菌如何导致这些疾病的理解。
“我们拥有大量数据，这只是其中添加的另一部分数据，这些数据将微生物组与结肠疾病和结肠癌联系起来，”西尔斯说。
从长远来看，这一系列研究可能会带来筛查工具，帮助医生仅通过粪便样本即可识别患有结肠癌高风险的患者。
它还可能导致预防性治疗，减少患者肠道中与癌症相关的细菌的丰度，从而降低他们患病的风险。
目前，“我们当然知道这些临床关联，但我们不知道如何预防或破坏它们，以降低患癌症的风险，”西尔斯说。
“我们需要在分子水平上弄清楚介质是什么，这样我们就可以为患者带来一些东西。”
为了发现神秘的 DNA 损伤分子，研究人员首先从 11 名 IBD 患者的粪便样本中筛选了 100 多种肠道细菌。 （IBD 这个术语包括溃疡性结肠炎，它会导致炎以及结肠和直肠内壁的溃疡，以及克罗恩病，它会导致整个或部分消化道炎症，最常见的是小肠。）
研究小组在带有 DNA 的实验室培养皿中培养了每种细菌菌株，并鉴定出了 18 种破坏遗传分子的菌株。
科学家们从这些菌株中鉴定出了细菌产生的单个分子，并测试了哪些分子会造成 DNA 损伤。
有趣的是，研究人员观察到的 DNA 损伤与大肠杆菌素引起的损伤并不相符，而且标记的细菌无法产生大肠杆菌素。
研究人员在报告中写道：“因此，这些数据暗示存在以前未被识别的微生物群衍生的基因毒素。”
为了表征一些未知的基因毒素，研究人员放大了摩根氏菌此前曾有报道称其在 IBD 和结肠癌患者的肠道中普遍存在。
通过这项工作，他们不仅发现了吲哚胺，还鉴定出了制造它们所需的细菌基因：所谓的天冬氨酸转氨酶（aat）基因，它编码一种酶。
在结直肠癌小鼠模型中，摩根氏菌带有aat基因的菌株加剧了肿瘤的生长。
但通过从细菌中删除这个基因，研究小组阻止了吲哚胺的产生，从而阻止了癌症的生长。
“他们提供的最好证据是小鼠研究——这让我信服，”西尔斯说。
然而，小鼠模型有其局限性。研究人员使用了“gnotobiotic”小鼠，这意味着他们准确地选择了哪些细菌会在啮齿动物体内生长。他们只包括摩根氏菌以及其他七种不具有基因毒性的细菌。
这使得科学家能够观察到癌症驱动作用摩根氏菌西尔斯说，但没有捕捉到天然肠道微生物组的复杂性。
需要做更多的工作来了解其流行程度摩根氏菌属于不同类型的 IBD 和结直肠癌。
Sears 表示，后续研究还需要准确查明吲哚胺如何引起 DNA 损伤，以及与其他基因毒素相比，这些分子对癌症发展的影响有多大。
“这是第一步，”她谈到这篇新论文时说道。
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