colibactin

肠道等环境中的复杂微生物群落成员已经进化出种间竞争机制，目前发表的研究工作主要集中在代谢或生态位的竞争上，而对具体的微生物间的靶向机制研究较少。PNAS 近期发表的文章，首先确定了小鼠肠道中对霍乱弧菌感染具有害影响的肠道共生菌，进一步分析发现由pks基因岛编码的基因毒素colibactins，对于在体外和小鼠肠道中拮抗霍乱弧菌至关重要。并且，colibactins可特异性杀死肠道中的Bacteroides fragilis来塑造微生物群。本研究结果阐明了colibactins塑造微生物群落的机制，并为探究肠道多细菌相互作用在感染和疾病防治等方面提供了新思路。

细菌间互作 colibactin 霍乱弧菌肠道微生物组 sos反应

细菌间互作

Nature：促肠癌的细菌毒素可引爆其他肠菌内的“不定时炸弹”

肠道菌群中的一些细菌（如pks+大肠杆菌）产生的细菌毒素colibactin，是一种化学不稳定的小分子基因毒素，其对宿主细胞的基因毒性可增加宿主发生大肠癌的风险。colibactin对菌群中其他微生物的影响，目前研究甚少。Nature最新发表了哈佛大学Emily P. Balskus团队的研究成果，发现colibactin能靶向周围含有原噬菌体的细菌，唤醒细菌内沉睡的原噬菌体，引起细菌裂解。这些发现阐释了colibactin影响菌群的潜在机制，以及细菌产物与噬菌体行为间的关系。作者认为，细菌之所以进化出了这种基因毒素，可能主要是为了抑制其他细菌，而非为了毒害宿主，从这个角度来看，colibactin的促癌作用恐怕属于是对宿主的“误伤”了。

细菌间互作噬菌体 colibactin 基因毒素

结直肠癌

Cell子刊：大肠杆菌产生的基因毒素如何促大肠癌（评论）

近年多项研究揭示了大肠杆菌产生的基因毒素colibactin促进大肠癌的机制。Cancer Cell近期发表的评论文章对相关发现进行了总结，提出colibactin诱导的宿主细胞DNA损伤反应的两种结果，分别导致特征性的DNA损伤基序和染色体不稳定，而后者可能是其促大肠癌的主要方式。

结直肠癌促癌细菌 colibactin 基因毒性 DNA损伤

结直肠癌

Nature 子刊：产colibactin大肠杆菌促大肠癌的新证据

在结直肠癌(CRC)小鼠模型中，产生colibactin的pks+大肠杆菌诱导DNA双链断裂、突变，并促进肿瘤的发展。目前尚不清楚健康的原代结肠上皮细胞是否对感染有同样的反应。Nature Communications最近发表的研究，利用小鼠结肠类器官，证明了pks+大肠杆菌可以在体外促进结肠类器官的恶性转化，强调了复制数变异与驱动结肠癌早期发生发展的相关性。

结直肠癌 colibactin pks+大肠杆菌染色体畸变类器官

肠道类器官

Nature Reviews：关于肠道类器官研究的3大进展（年度回顾）

肠道类器官包含有所有种类的肠道功能上皮细胞，能较大程度模拟肠道组织，故也称之为“迷你肠”（mini-gut）。这些肠道类器官可被广泛应用于炎症性肠病、肠道损伤再生、肠癌等多种肠道疾病的研究。发表在Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology上的一篇年度回顾，重点介绍了2020年发表的3项关于肠道类器官的研究（https://www.mr-gut.cn/papers/read/1051722356）（https://www.mr-gut.cn/papers/read/1078683050）（https://www.mr-gut.cn/papers/read/1085409281），表明肠道类器官在肠道疾病研究方面的巨大应用价值。未来，或可利用肠道类器官来解决更复杂的生物学问题，如组织再生和免疫微环境等。

肠道类器官 IL-17信号通路基因突变 colibactin SARS-CoV-2

口腔鳞状细胞癌

Colibactin或引起黏膜肿瘤新突变特征

突变特征可以揭示细胞在肿瘤发生前和发生期间暴露于诱变过程的历史。最新发表在Genome Research的研究通过分析36例亚洲口腔鳞状细胞癌（OSCCs）的突变谱，发现细菌感染相关的OSCCs表现出新的突变标签，该突变标签是由携带pks岛的大肠杆菌产生的细菌诱变剂colibactin引起。

口腔鳞状细胞癌突变标签 colibactin 大肠杆菌

结直肠癌

Cell子刊：Colibactin产生菌与大肠癌风险（综述）

Colibactin是一种基因毒性分子，主要由大肠杆菌（E. coli）产生，Colibactin引起的DNA损伤可能导致结直肠癌（CRC）的发生。最新发表在Trends in Microbiology的论坛文章回顾了Colibactin研究的最新进展，并建议关注肠道中携带较高水平产Colibactin-E. coli的炎症性肠病（IBD）患者。

结直肠癌 colibactin 大肠杆菌 IBD

结直肠癌

Nature子刊：促癌大肠杆菌产生的colibactin引起结直肠癌热点突变

粘膜上皮是慢性细菌感染和伴随毒素损伤的常见目标，大多数癌症起源于该组织。Nature Medicine近期发表的文章，揭示出大肠杆菌次生代谢产物colibactin导致的DNA双链断裂或是结直肠癌热点突变的来源，为大肠杆菌在癌症的病因作用提供证据。感兴趣的读者可以结合此前Nature发表的一篇同样结论的论文对照阅读（https://www.mr-gut.cn/papers/read/1078683050）。

结直肠癌大肠杆菌 colibactin DNA双链断裂突变

结直肠癌

Nature：基因毒性大肠杆菌导致大肠癌的新证据

Colibactin存在于携带pks毒力基因岛的大肠杆菌中，是近两年来研究得比较多的促大肠癌细菌产物。研究显示，Colibactin具有基因毒性，可导致DNA双链断裂，从而引起宿主细胞基因突变，但由其造成的基因突变究竟具有哪些特征尚不清楚。Nature上周上线的一项最新研究，以人类肠道类器官作为研究模型，首次从基因突变特征的角度为这类大肠杆菌与大肠癌之间的因果性关联，提供了直接的支持性证据，为防治大肠癌提供了新的参考信息。值得注意的是，传统益生菌大肠杆菌Nissle 1917中也存在pks毒力基因岛，而且有研究显示该菌的某些益生作用与pks存在关联，提示该益生菌的长期安全性还需要进一步研究。

结直肠癌 cancer genetics Cancer microenvironment Cancer models intestinal stem cells

细菌毒素

Nature子刊：Colibactin诱导DNA双链断裂以促进癌变的机制

Colibactin是一种人体肠道细菌产生的基因毒素，产生colibactin的肠道细菌可通过诱导DNA双链断裂，引起细胞衰老及死亡，以促进结肠肿瘤形成及结直肠癌进展。Nature Chemistry上发表的一项最新研究，鉴定出了一种大环colibactin——colibactin-645，并详细揭示了其诱导DNA双链断裂的机制。

细菌毒素 colibactin 结直肠癌 Yoshihiko Tomofuji Yukinori Okada

结直肠癌

Science：首次colibactin结构解析

Colibactin是由某些具有基因毒性大肠杆菌产生的一种复杂的次生代谢产物，生产Colibactin的细菌的存在与人类结直肠癌的发生频率和严重程度有关。但由于Colibactin从未被分离和结构解析，因此研究Colibactin在人体肠道中的生理作用一直是一个难题。近日发表在Science上的研究第一次运用遗传学、同位素标记、串联质谱、化学合成等多种跨学科手段推导出Colibactin的结构，解释了所有已知的生物合成和细胞生物学数据，并提出了在大肠杆菌肌动蛋白基因簇中最终尚未清楚解释过的酶的作用。

结直肠癌 colibactin structure DNA cross-links gene cluster

细菌毒素

Science：大肠癌相关细菌毒素怎样损伤DNA？

特定肠道菌可促进结直肠癌（CRC）的发生，一年前Science曾发表研究，在家族性息肉病患者中鉴定出两种潜在的促CRC肠道菌，其中就包括能产生基因毒素colibactin的pks+大肠杆菌（http://www.mr-gut.cn/papers/read/1037872544）。然而研究者对colibactin进行纯化分离的尝试均告失败，阻碍了对其损伤DNA的机制的解析。Science今天上线的一项最新研究发现，colibactin的环丙烷环结构能像“弹头”一样“扎入”DNA链，与腺嘌呤发生烷基化反应形成DNA加合物，从而损伤DNA结构，是促进大肠癌的潜在分子机制。这种DNA加合物或许能作为pks+大肠杆菌暴露的生物标志物，用于预测CRC风险，其临床转化价值有待进一步研究。

细菌毒素结直肠癌生物标志物癌症风险预测 DNA加合物组学