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Enterotoxigenic Bacteroides fragilis promotes intestinal inflammation and malignancy by inhibiting exosomes-packaged miR-149-3p

• 发表期刊：《Gastroenterology》

• 发表时间：2021年9月

• 影响因子：22

• 作者单位：上海交通大学医学院附属仁济医院消化科、癌基因及相关基因国家重点实验室

• 涉及的dafabet手机黄金版服务产品：高通量测序

   

产肠毒素脆弱类杆菌 (ETBF) 与炎症性肠病 (IBD)、结肠炎相关结直肠癌和结直肠癌 (CRC) 的发生密切相关。然而，ETBF 诱导肠道炎症和肿瘤发生的机制仍不清楚。

microRNA 测序用于检测 ETBF 处理的细胞和来自 ETBF 接种细胞的外泌体中差异表达的 microRNA。Cell Counting Kit 8 检测用于评估 ETBF 和外泌体对 CRC 细胞增殖的影响。在体外和体内确定了 ETBF 介导的 miR-149-3p 在结肠炎和结肠癌发生中的生物学作用和机制。

ETBF通过在体外和体内下调miR-149-3p促进CRC细胞增殖。ETBF-下调的 miR-149-3p 依赖于 METTL14 介导的 m6A 甲基化。作为miR-149-3p的靶基因，PHF5A在CRC细胞中ETBF处理后通过调节KAT2A信使RNA选择性剪接来反式激活SOD2。miR-149 3p 可以在外泌体中释放，并通过调节 T-helper 17 型细胞分化介导细胞间通讯。血浆外泌体 miR-149-3p 的水平从健康对照个体到 IBD 和 CRC 患者逐渐降低。存在于血浆外泌体中的 miR-149-3p 与 IBD 和 CRC 患者的 ETBF 丰度呈负相关。

微生物与肠道炎症和致癌作用密切相关。ETBF 在 IBD 和 CRC 的研究中备受关注。越来越多的证据表明，miRNA 参与通过表观遗传修饰调节对微生物群的转录反应。然而，表观遗传修饰是否参与 ETBF 诱导的肠道致病过程仍不清楚。通过使用基因组、生物信息学和生物学方法的组合；体内模型；在临床研究和临床研究中，作者发现外泌体包裹的 miR-149-3p 下调涉及具有高丰度 ETBF 的 IBD 和 CRC 患者。

为了确定 ETBF 的肠道致病机制是否包括表观遗传修饰，作者进行了高通量 miRNA 筛选。发现大量 miRNA 在 ETBF 感染后差异表达，在 ETBF 处理的 HCT116 细胞和源自 ETBF 感染细胞的外泌体中，miR-149-3p 是下调最强烈的 miRNA。据报道，miR-149-3p 可抑制其他癌症的肿瘤发生。在这里，通过使用体外和体内模型，作者发现外泌体 miR-149-3p 参与了 ETBF 诱导的结肠炎和结肠肿瘤发生。因此，作者的结果建立了 ETBF 接种与上皮细胞的 miRNA 之间的串扰。

作者还发现来自 ETBF 处理细胞的外泌体 miR-149-3p 促进了 Th17 细胞分化。结果表明，ETBF 诱导的外泌体 miRNA 在上皮细胞和 CD4+T 细胞之间存在串扰。先前的研究表明，Th17 细胞和 IL17A 在介导结肠炎和 CRC 中显示出上下文相关的作用，并且一些观察结果似乎相互矛盾。这种差异可能部分是由于 DSS 方案的强度不同，甚至是涉及动物设施的环境因素，因为一些 IL17A 诱导的结肠炎效应似乎依赖于微生物群。然而，更广泛的文献综述似乎表明 IL17A 相关信号在 DSS 诱导的结肠炎中起致病作用，正如使用 IL17A 信号抑制方法治疗 IBD 患者的治疗试验所反映的那样。在作者的研究中，作者发现 ETBF-Ex 治疗加速了 DSS 诱导的结肠炎，并显着增加了 DSS 暴露小鼠中 IL17A+CD4+T 细胞的百分比。换言之，预计暴露于 ETBF-Ex 的 CD4þ T Th17 细胞对免疫抑制具有更强的抵抗力，这与之前的研究结果一致。

从机制上讲，作者发现 ETBF 对 miR-149-3p 的下调依赖于 METTL14 依赖性 m6A 甲基化，该甲基化通过 DGCR8 调节 pri-miR-149 的加工。这至少部分解释了 ETBF 感染如何下调 CRC 细胞中的 miR-149-3p 表达。作者的数据表明，ETBF 可以上调 PHF5A，一种剪接调节剂，也是 miR-149-3p 的下游靶基因。此外，ETBF诱导的细胞增殖在CRC的癌变中主要依赖于miR-149-3p/PHF5A/KAT2A/SOD2轴。

除了其生物学重要性外，作者的工作可能与 IBD 和 CRC 患者的临床管理有关。血浆外泌体中 miR-149-3p 的测量可能是预测活动性 IBD 和结肠炎相关 CRC 的有效方法。总之，作者目前的研究结果为 ETBF 诱导的 miRNA 促进肠道炎症和肿瘤发生的分子机制提供了新的见解，并开辟了靶向微生物群和 miRNA 治疗肠道炎症和 CRC 的新视野。

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