癥化療的效果。然而，到目前為止相關的研究一直較少，而且僅限于小鼠模型。7月27日，來自上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院消化科的房靜遠教授、陳縈晅副教授、洪潔和陳豪燕副研究員以及美國密西根大學鄒偉平教授合作在Cell雜志發表了題為“Fusobacterium nucleatum Promotes Chemoresistance to Colorectal Cancer by Modulating Autophagy”的研究論文，該研究通過整合基因組學、生物信息學、生物學、動物模型和臨床調查等手段系統的證明了核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）促進結直腸癌對化療的耐受是通過調節自噬實現的。該研究為臨床上評估結直腸癌治療后的復發風險和進一步加強聯合治療提供了非常廣闊和重要的應用前景。
歷史突破！上海交大房靜遠教授團隊揭示腸道微生物與腫瘤化療耐受的重要分子機理
論文解讀：
結直腸癌（Colorectal cancer ，CRC）是全球范圍內第三大發病率常見惡性腫瘤（乳腺癌排名第一），在所有腫瘤致死率中排第二位【1,2】。目前臨床上針對重度結直腸癌患者主要采用化療的手段進行治療，主要的治療藥物包括抑制DNA合成的5-fluorouracil (5-氟尿嘧啶，5-FU)、Capecitabine（卡培他濱）和Oxaliplatin（奧沙利鉑）等，臨床上通常將這些藥聯合使用以取得最佳效果。然而，上述藥物在治療結直腸癌患者過程中往往面臨著很強的藥物抵抗性導致腫瘤復發率高，致死患者的五年存活率不超過10%【3】，而且遺憾的是對目前比較熱門的免疫治療沒有很明顯的反應【4】。
近年來，圍繞腸道微生物相關的研究近年來已經是一個相當熱門的話題，越來越多的研究表明，腸道微生物的變化與人類健康息息相關。最近有系列研究表明，腸道微生物在腫瘤特別是結直腸癌發生發展過程中具有重要功能【5-7】。
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腸道微生物對腫瘤發生發展的影響。圖片引自：Garrett, W. S. (2015). Cancer and the microbiota. Science, 348(6230), 80-86.
最近，有研究人員利用小鼠模型證明了腸道微生物可能調控了一些免疫反應進而影響了癌癥化療的效果【8,9】（相關研究在2013年的Science雜志上“背靠背”刊出）。然而，到目前為止相關的研究一直較少，而且僅限于小鼠模型。
此外，近期還有兩項研究表明，在結直腸癌發生過程中，隨著正常組織向腫瘤組織轉化的過程中核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）的豐度有顯著地上升【10,11】（相關研究2012年“背靠背”發表在Genome Research雜志上），而且最近有研究表明人結直腸癌中核梭桿菌的含量與存活率呈負相關【12】，相關的分子機制也有一些研究。
綜合上述研究背景，研究人員提出了一個重要的科學問題，那就是核梭桿菌與結直腸癌治療中的藥物耐受是否存在一定的關系？圍繞這個問題，研究人員開展了一系列的相關工作，最紅證明了核梭桿菌促進結直腸癌對化療的耐受是通過影響microRNAs進行調節自噬實現的。
在這項研究中，研究人員首先對結直腸癌臨床樣本關聯核梭桿菌的含量進行了大量的相關性研究，結果表明，核梭桿菌與臨床上腫瘤的復發有著很好的相關性。然后研究人員開始了“大膽的假設”，即猜想核梭桿菌可能與結直腸癌治療中的藥物耐性受相關。當然，為了驗證這一猜想，顯然還需要“小心的求證”。求證的思路很簡單，首先利用RNA-Seq手段分析了結直腸癌細胞是否與核梭桿菌共同培養的條件下基因表達的差異，結果表明自噬相關基因的變化最大，于是研究人員就選擇集中在自噬方面進行深入研究。研究結果表明，在結直腸癌細胞系HCT116中，核梭桿菌能夠激活自噬（下圖）。
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事實上有了上面清晰的證據，那么下一步顯然是要證明核梭桿菌是否能夠誘導的藥物耐受并且是通過激活自噬實現的。相關實驗也比較簡單，只需要證明在核梭桿菌和化療藥物單獨存在或者共同存在的情況下檢測細胞凋亡和DNA損傷情況就比較清楚了，顯然實驗結果也充分表明了在有核梭桿菌的情況下，細胞面對化療藥物的毒性有所抵抗，這體現在細胞凋亡和DNA損傷程度都有明顯的降低（下圖）。置于該過程是否是通過激活自噬實現的，則很容易通過利用自噬抑制劑或者感染自噬關鍵蛋白來證明，最后的實驗結果顯然是支持這一點。
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接下來自然會問核梭桿菌激活腫瘤細胞自噬的分子機理是什么。激活細胞自噬的分子機理可以有很多種，也難以尋找，然而前面的實驗已經表明了核梭桿菌能夠影響ULK1和ATG7的mRNA表達量，但是進一步實驗又證明這一過程并不依賴與ULK1和ATG7啟動子區域的轉錄激活。接下來怎么辦？這里有一句同行總結出來的經典說法，那就是“If you run out of idea, do Seq/Screen”。
工作模型
既然是ULK1和ATG7的表達量有變化，但是由于啟動子區域的轉錄激活無關，那么很自然的會考慮到非編碼RNA了。誠然，研究人員接下來做了miRNAs分析（當然有人會問怎么不做lncRNA和cirRNA分析），最終將激活自噬的目標鎖定在了miR-4802和miR-18a*上。既然鑒定到了miR-4802和miR-18a*，那后面就要去證明它倆是否調控了核梭桿菌誘導的藥物耐受，然后還需要進一步找出是哪些免疫信號通路調控了miR-4802和miR-18a*的產生。因為核梭桿菌作為病原菌顯然要激活一些免疫信號通路，而已知TLR4和MYD88能夠感受核梭桿菌的入侵并被激活，那么接下來的實驗都順理成章了。故事講到這好像還差還差最后一步，那就是腫瘤動物模型實驗，當然結果都在預料之中了（下圖）。
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故事講到這里，差不多結束了。然而值得注意的是，上述三言兩語描述的而背后都是科研人員付出極大的心血才得到的實驗結果，可以輕松的閱讀文獻，但是也要體會研究背后的艱辛。更重要的是這個工作思路清晰，臨床意義重大，可能會對同行研究人員有很大的啟發。另外該文值得關注的一點是，這篇Cell共有五個共同通訊作者，而且其中一位是知名的華人生物學家、密西根大學醫學院鄒偉平教授，這表明了合作在一流學術研究中的重要性。據悉，房靜遠教授團隊與鄒偉平教授團隊有著長期良好的合作關系，此前也共同發表了一系列重要的論文，看來這種合作模式可以是非常有效并且值得借鑒的。