2026年10月1日,美国德克萨斯大学奥斯汀分校李杰团队完成的题为《Genome mining of the tumor microbiome reveals biosynthetic diversity and potential pathology-modulating metabolites》的研究在线发表,他们以3526例人类肿瘤组织样本构建的微生物宏基因组组装基因组为材料,结合去污染、基因簇检测、网络分析和异源表达,调查了肿瘤微生物组的生物合成潜力,并发现一类可能调节肿瘤病理的脂肪酸酰胺。人体肿瘤组织中的微生物群与癌症进展、治疗反应密切相关,肿瘤微生物产生的特殊代谢物研究仍然有限,该工作为理解肿瘤微生物与宿主之间的化学交流提供了新依据。
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他们从514个微生物宏基因组组装基因组中去污染保留363个,用antiSMASH识别出528个生物合成基因簇,这些基因簇分属RiPP、NRPS、PKS、萜烯等类别,RiPP数量最多,Bacillota、Bacteroidota和Fusobacteriota是主要门类。部分基因簇与已知致癌或毒力基因簇相似,包括大肠杆菌的colibactin、enterobactin、yersiniabactin,以及金黄色葡萄球菌的staphyloferrin、aureusimine、staphylopine,他们还发现Klebsiella variicola中的chrysobactin和Phocaeicola dorei中的flexirubin。BiG-SCAPE网络把528个基因簇聚成166个家族,平均每个家族约3个成员,flexirubin所在家族包含55个成员,规模最大。
在未知基因簇中,研究团队关注到NRPS-like 1家族,其基因编码腺苷酸化结构域和硫醇化结构域,部分成员带有酰基转移酶结构域,成员分布在Fusobacterium和Leptotrichia。另一个NRPS-like 2家族带有硫酯酶结构域,成员为Bacteroides fragilis。他们选取6个NRPS-like基因,在工程化大肠杆菌BAP1中异源表达,代谢物分析显示表达菌株产生GABA、甘氨酸和Gly-Val二肽头基的长链脂肪酸酰胺,脂肪酸链包括C16:1、C17:1和C18:1。BAP1_n14产生较多GABA类脂肪酸酰胺,补充油酸钠后生成oleoyl GABA,紫外光解离质谱确认未补充时主要是vaccenoyl GABA,补充后出现oleoyl GABA。
oleoyl GABA在0到64 μM范围内没有降低RAW264.7、Jurkat、HEK293T、MDA-MB-231和HT-29的细胞活力,在LPS刺激的RAW264.7巨噬细胞中,1 μM和10 μM oleoyl GABA降低了IL-1β、IL-6、IL-10和TNFα表达,并且恢复HIMF表达。168个人源GPCR筛选显示,oleoyl GABA没有明显拮抗活性,对GPR119有中度激动活性,筛选以oleoyl ethanolamide作为参照配体。GPR119存在于胰腺β细胞和肠道肠内分泌L细胞,参与GLP-1、GIP释放和食欲调节。研究团队提出,由Fusobacterium编码的脂肪酸酰胺可能通过免疫调节和GPCR信号影响肿瘤微环境,后续需要动物实验验证这些体外结果。
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