Microbiome丨肠道菌群失调通过激活 NF-κB-IL6-STAT3 轴促进前列腺癌进展和多西他赛耐药性的产生

1.含有广谱抗生素的饮用水会促进前列腺癌的生长，这与干扰 C57BL/6J 小鼠的肠道微生物群有关

通过口服抗生素建立了肠道菌群失调小鼠模型。连续给C57BL/6J小鼠喂食添加了广谱抗生素（肠道吸收率低）的水，包括氨苄青霉素、大肠杆菌素、新霉素和万古霉素（以下简称Abx），随后用RM-1（小鼠CRPC细胞系）进行前列腺癌肿瘤移植。喂养 4-5 周后，与阴性对照（NC）组相比，抗生素干预有效增加了皮下肿瘤体积（p < 0.05）和重量（p < 0.05）。正位移植的肿瘤也观察到了同样的结果。此外，为了确定是否是肠道微生物群造成的，还进行了 FMT。结果显示，与 FMT-NC 组相比，FMT-Abx 组的皮下肿瘤体积（p < 0.05）和重量（p < 0.05）均有所增加。

2.抗生素暴露后蛋白质细菌明显增多

为了研究肠道微生物群的组成，收集了小鼠的粪便样本，包括 Abx 组、FMT-Abx 组、NC 组和 FMT-NC 组，并对样本进行了 16S rRNA 测序。采用香农指数和辛普森指数来描述组内物种丰富度和均匀度（α-多样性）。结果表明，与 Abx 组相比，FMT-Abx 组的香农指数有所提高，但辛普森指数没有提高。聚类树枝图和主坐标分析（PCoA）通常用于描述样本间物种丰度分布的变化（β-多样性），结果显示，Abx 组与 FMT-Abx 组之间、NC 组与 FMT-NC 组之间的细菌群落组成相似。

3.瘤内 LPS 激活 NF-κB-IL6-STAT3 轴

LPS 可通过激活 TLR4-NF-κB 通路刺激多种细胞因子分泌，从而引发炎症反应。作者使用来自大肠杆菌的重组 LPS 进行细胞培养（RM-1），并通过 RT-qPCR 检测细胞因子的转录水平。作者发现 IL6 的相对折叠变化明显高于其他细胞因子。随后，ELISA 证实细胞上清液中的 IL6 蛋白水平也显著增加。由于IL6是多种信号通路的激活剂，会影响信号通路关键蛋白的表达水平，而LinkedOmics公司的Rever Phase Protein Array（RPPA）[ 21]提供了前列腺癌组织的相关蛋白数据，因此作者选择它来探讨IL6在前列腺癌中的作用。结果，作者通过RPPA发现了IL6与p-STAT3（Tyr705）之间的正相关性，基因组富集分析（Gene Set Enrichment Analysis，GSEA）显示了JAK-STAT通路的上调。同时，作者还发现 p-STAT3 的表达水平与 p-p65（NF-κB 的主要转录亚基）呈正相关。相应地，作者发现在 LPS 的作用下，p-p65 和 p-STAT3 在 RM-1 细胞核中增加，并在体外以剂量依赖的方式呈现。在 p65 磷酸化抑制剂（BAY-11-7082）存在的情况下，IL6 的转录水平以及 p-p65 和 p-STAT3 的蛋白水平均降低。为了进一步证实IL6的作用和影响方式，作者收集了用LPS培养的肿瘤细胞产生的细胞上清液，制成了条件培养基（CM）。与仅在 CM 中添加 IL6 抗体相比，在 CM 中添加 IL6 抗体后 p-STAT3 的作用减弱。总之，在 LPS 激活 NF-κB 的情况下，IL6 会增加，并以自分泌方式激活 STAT3。与此相一致的是，通过酶联免疫吸附法检测，与 NC 组相比，Abx 组肿瘤组织裂解物和血清中的 IL6 浓度有所增加。

4.激活 IL6-STAT3 通路可促进肠道菌群失调小鼠的前列腺癌增殖和多西他赛化疗耐受性

IL6-STAT3通路已被证实能够促进多种恶性肿瘤的进展，并且与多西他赛、5-氟尿嘧啶和其他临床化疗药物的耐受性有关[31, 32, 33]。随后选择 RM-1 和 DU-145（一种人类 CRPC 细胞系）进行体外实验。与上述发现一致的是，Western 印迹显示，用 CM 培养的细胞中 p-STAT3 增加，但在 STAT3 磷酸化抑制剂（Stattic）存在的情况下则减少[34]。STAT3下游增殖相关基因，如细胞周期蛋白D1和c-myc，在RM-1和DU-145中都发生了相应的改变。同时，采用 Edu（5-乙炔基-2′-脱氧尿苷）检测法和克隆形成法检测前列腺癌细胞的体外增殖能力，结果表明抑制 IL6-STAT3 通路可抑制前列腺癌细胞株的增殖。在体内实验中，与Abx组相比，Abx+Stattic组的肿瘤体积（p < 0.001）和重量（p < 0.001）明显减少。肿瘤组织的免疫组化分析表明，与 NC 组相比，p-STAT3、细胞周期蛋白 D1 和 c-myc 在 Abx 组中增强，但在 Abx+Stattic 组中降低。

5.患者的临床特征和肠道微生物群特征

作者对患者的粪便样本进行了 16S rRNA 测序，发现三组患者的 α 和 β 多样性无显著差异。值得注意的是，门水平的细菌组成表明，转移性前列腺癌患者中蛋白质细菌的相对丰度高于非转移性前列腺癌或良性前列腺增生症患者，前列腺癌和良性前列腺增生症患者之间也存在差异。属于蛋白菌门的典型菌种--伽马蛋白菌（类）、肠杆菌（目）、肠杆菌科（科）和埃希氏菌（属）在转移性前列腺癌患者中也更为常见，但除伽马蛋白菌外，其他菌种之间的差异无统计学意义。遗憾的是，LefSe 没有发现生物标志物物种。结果显示，蛋白质细菌的相对丰度与血浆 IL6 水平、区域淋巴结转移状态和远处转移状态呈正相关。最后，接受者操作特征曲线（ROC）显示，虽然蛋白细菌不能区分前列腺癌和良性前列腺增生症，但它在预测远处转移方面比 PSA 水平更有潜力（PSA 水平在转移性前列腺癌患者中往往更高）。

到此为止，这篇研究已经分享完毕。简单回顾一下：文章开始详尽地描述了固有免疫和适应性免疫中ILCs与ILTCs的特性；接下来，作者阐述了它们在癌症免疫监控中的核心角色；在第三部分，文中探讨了如何构建适应性免疫与固有免疫之间的联系；最后，文章讨论了基于ILC和ILTC的免疫治疗策略及其未来的应用潜力。这篇文章内容丰富，为作者提供了许多生信分析的新视角，对于从事免疫研究的朋友们来说，这是一篇不容错过的好文章！

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