一种致癌病原体大肠杆菌LI60C3的表型特征和完整基因组

科学领域:

• 微生物学
• 基因组学
• 癌症学

背景情况:

• 病原生物,如侵入性大肠杆菌LI60C3,可以导致疾病的发展,包括结肠直肠癌 (CRC).
• 了解病原体毒性的遗传基础对于诊断和潜在的预防CRC至关重要.
• 在此之前,对大肠杆菌LI60C3的特定遗传标记是未知的.

研究的目的:

• 通过全基因组测序 (WGS) 和表型测定来鉴定瘤原性大肠杆菌LI60C3.
• 鉴定与大肠杆菌LI60C3瘤生成性相关的遗传标志物.
• 在人类结直肠癌 (CRC) 样本中验证这些遗传标记的存在.

主要方法:

• 对人类肠道上皮细胞暴露于大肠杆菌菌株,以评估细菌的数量和增殖.
• 对小鼠口服大肠杆菌LI60C3以评估瘤负担.
• 使用PacBio Sequel II对大肠杆菌LI60C3进行全基因组测序 (WGS),以进行新组合,基因注释和鉴定毒性因子和抗生素耐药性.
• 在CRC标本中检测细菌特异基因的定量PCR (qPCR) 分析.

主要成果:

• 与开始性菌株相比,大肠杆菌LI60C3显著增加了细胞内细菌数量和上皮细胞循环率.
• 用大肠杆菌LI60C3治疗的小鼠的瘤数量增加了四倍.
• 在大肠杆菌LI60C3中,WGS发现了独特的基因集群 (Epm和Phz岛屿),与已知的致病性大肠杆菌菌株具有很高的相似性.
• 在化学诱导和基因突变的小鼠瘤中检测到大肠杆菌LI60C3特异基因.
• 与健康组织相比,在人体CRC样本中证实了较高的大肠杆菌LI60C3标志物水平.

结论:

• 大肠杆菌LI60C3的遗传特征存在于小鼠和人类结直肠癌中.
• 对大肠杆菌LI60C3等病原生物的比较基因组分析可以帮助识别引起疾病的微生物.
• 这些已识别的基因标记可以作为结直肠癌的潜在预测因子.