腫瘍発生性病原菌であるEscherichia coli LI60C3のフェノタイプの特徴と完全なゲノム

科学分野:

• 微生物学
• ゲノミクス
• 腫瘍学

背景:

• 侵襲性Escherichia coli LI60C3のような病原生物は,大腸がん (CRC) を含む疾患の発症に寄与する可能性があります.
• 病原生物の毒性の遺伝的基礎を理解することは,CRCの診断と潜在的な予防に不可欠です.
• コリトゲン性および腫瘍性E. coli LI60C3の特定の遺伝子マーカーは以前は知られていなかった.

研究 の 目的:

• 全ゲノム配列解析 (WGS) とフェノタイプ分析により腫瘍発生性エシェリキア・コライ LI60C3の特徴を特定する.
• E. coli LI60C3のコリト発生性および腫瘍発生性特性の遺伝マーカーを特定する.
• 人間の大腸がん (CRC) の標本にこれらの遺伝マーカーの存在を検証する.

主な方法:

• ヒトの腸内皮質細胞をE. coli菌株に曝露し,細菌数と増殖を評価する.
• マウスにE. coli LI60C3を経口投与して,腫瘍負担を評価する.
• E. coli LI60C3の全ゲノムシーケンシング (WGS) は,PacBio Sequel IIを使用して,デノボアセンブリ,遺伝子アノテーション,ウイルス性因子および抗生物質耐性の識別を行う.
• 定量PCR (qPCR) 分析により,CRC標本における細菌特有の遺伝子を検出する.

主要な成果:

• E. coli LI60C3は,共生菌株と比較して,細胞内細菌数と上皮細胞循環率を有意に増加させた.
• E. coli LI60C3で治療されたマウスは,腫瘍の数が4倍に増加した.
• WGSは,E. coli LI60C3に独特の遺伝子クラスター (EpmとPhz島) を発見し,既知の病原性E. coli株に高い同質性を示した.
• E. coli LI60C3に特異的な遺伝子は,化学的に誘発されたおよび遺伝的に変異したマウス腫瘍で検出されました.
• 健康な組織と比較して,ヒトのCRC標本では,より高いE. coliLI60C3マーカーが確認された.

結論:

• E. coli LI60C3の遺伝子シグネチャーはマウスとヒトの結腸直腸がんの両方に存在します.
• E. coli LI60C3のような病原生物の比較ゲノム分析は,病気を引き起こす微生物を特定するのに役立ちます.
• 特定された遺伝的マーカーは,大腸がんの潜在的予測因子として機能する.