牙周病菌竟悄悄促癌！最新研究｜牙齦卟啉單胞菌胞外囊泡通過PRKACB/JNK/NFATC2軸推動(dòng)食管鱗癌轉(zhuǎn)移

你是否覺得牙周病只是牙齦出血、紅腫的小毛病？每天認(rèn)真刷牙也只是為了預(yù)防蛀牙和口氣清新？事實(shí)可能比你想象的更復(fù)雜。口腔作為人體微生物的“大本營(yíng)”，其中的細(xì)菌不僅影響口腔健康，還可能通過隱秘途徑參與全身疾病的發(fā)生發(fā)展。

食管癌作為全球高發(fā)的消化道惡性腫瘤，其中食管鱗狀細(xì)胞癌占比超90%，5年生存率僅15%至25%。晚期轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致患者預(yù)后不佳的核心原因，而近年來的研究逐漸發(fā)現(xiàn)，口腔微生物群的失衡可能是推動(dòng)腫瘤進(jìn)展的隱形推手。牙齦卟啉單胞菌作為引發(fā)牙周病的主要致病菌，早已被證實(shí)與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。近日，J Nanobiotechnology發(fā)表的一項(xiàng)研究，首次完整揭示了該細(xì)菌分泌的胞外囊泡促進(jìn)食管鱗癌轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制，為臨床治療提供了全新的潛在靶點(diǎn)，也讓口腔健康與消化道腫瘤的關(guān)聯(lián)再次受到關(guān)注。

食管鱗癌組織中牙齦卟啉單胞菌富集預(yù)示不良預(yù)后

研究人員利用16S rRNA基因測(cè)序、熒光原位雜交等技術(shù)，對(duì)15對(duì)食管鱗癌新鮮組織及癌旁正常組織、106例石蠟包埋組織進(jìn)行系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)牙齦卟啉單胞菌在食管鱗癌腫瘤組織中的豐度顯著高于癌旁組織。

圖1：食管鱗癌組織與癌旁正常組織微生物組成分析

進(jìn)一步研究顯示，牙齦卟啉單胞菌的豐度與食管鱗癌患者的TNM分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移呈正相關(guān)。高豐度牙齦卟啉單胞菌患者的總生存期顯著縮短，多因素Cox分析證實(shí)，該細(xì)菌豐度可作為食管鱗癌患者預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)指標(biāo)。通過單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析，研究者還發(fā)現(xiàn)牙齦卟啉單胞菌主要與食管鱗癌惡性細(xì)胞相互作用，調(diào)控其轉(zhuǎn)錄過程。

圖2：食管鱗癌中牙齦卟啉單胞菌豐度與預(yù)后的相關(guān)性

細(xì)菌分泌的胞外囊泡是促進(jìn)轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵推手

為明確牙齦卟啉單胞菌的促癌機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)從該細(xì)菌的培養(yǎng)上清中分離并鑒定了胞外囊泡。這些囊泡直徑介于100至250納米，呈現(xiàn)圓形或橢圓形的膜狀結(jié)構(gòu)。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，牙齦卟啉單胞菌胞外囊泡對(duì)食管鱗癌細(xì)胞增殖無顯著影響，但能顯著增強(qiáng)KYSE-150、ECA-109兩種食管鱗癌細(xì)胞系的遷移和侵襲能力，且其促轉(zhuǎn)移效應(yīng)優(yōu)于細(xì)菌本身。

圖3：牙齦卟啉單胞菌胞外囊泡顯著促進(jìn)食管鱗癌細(xì)胞的侵襲和遷移

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，尾靜脈注射牙齦卟啉單胞菌胞外囊泡可顯著增加食管鱗癌細(xì)胞在裸鼠肺部、肝臟及淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移灶數(shù)量；而使用nSMase抑制劑GW4869抑制胞外囊泡分泌后，牙齦卟啉單胞菌對(duì)食管鱗癌細(xì)胞的促遷移、侵襲作用明顯減弱。進(jìn)一步機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，胞外囊泡可通過劑量依賴和時(shí)間依賴方式調(diào)控上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)蛋白，抑制E-鈣粘蛋白表達(dá)，促進(jìn)N-鈣粘蛋白、波形蛋白及Snail的表達(dá)，誘導(dǎo)食管鱗癌細(xì)胞獲得間質(zhì)表型，增強(qiáng)轉(zhuǎn)移能力。

NFATC2是胞外囊泡促轉(zhuǎn)移的核心分子

轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果顯示，經(jīng)牙齦卟啉單胞菌胞外囊泡處理后，食管鱗癌細(xì)胞中NFATC2基因表達(dá)顯著上調(diào)。qRT-PCR和Western blot實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了這一結(jié)果，免疫熒光檢測(cè)還發(fā)現(xiàn)胞外囊泡可促進(jìn)NFATC2蛋白核移位，增強(qiáng)其轉(zhuǎn)錄活性。

功能缺失實(shí)驗(yàn)表明，敲低NFATC2后，食管鱗癌細(xì)胞中上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)蛋白（N-鈣粘蛋白、波形蛋白、Snail）及促轉(zhuǎn)移因子（MMP3、IL-8）表達(dá)降低，E-鈣粘蛋白表達(dá)升高，細(xì)胞遷移、侵襲能力顯著減弱。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)同樣證實(shí)，敲低NFATC2能有效阻斷胞外囊泡誘導(dǎo)的食管鱗癌遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，說明NFATC2是牙齦卟啉單胞菌胞外囊泡發(fā)揮促轉(zhuǎn)移作用的必需分子。

圖4：敲低NFATC2可逆轉(zhuǎn)牙齦卟啉單胞菌胞外囊泡介導(dǎo)的食管鱗癌侵襲和遷移

PRKACB/JNK/NFATC2軸是核心調(diào)控通路

KEGG通路分析顯示，牙齦卟啉單胞菌胞外囊泡處理后，食管鱗癌細(xì)胞中MAPK信號(hào)通路顯著富集。Western blot實(shí)驗(yàn)證實(shí)，胞外囊泡可特異性激活JNK通路，而對(duì)p38或ERK通路無明顯影響。使用JNK抑制劑SP600125處理后，胞外囊泡誘導(dǎo)的NFATC2上調(diào)及細(xì)胞遷移、侵襲增強(qiáng)效應(yīng)均被逆轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，牙齦卟啉單胞菌胞外囊泡可顯著上調(diào)PRKACB的表達(dá)。敲低PRKACB能有效抑制胞外囊泡誘導(dǎo)的JNK磷酸化及NFATC2上調(diào)，同時(shí)減弱食管鱗癌細(xì)胞的惡性表型。當(dāng)PRKACB被抑制時(shí)，胞外囊泡無法上調(diào)NFATC2表達(dá)，這表明PRKACB是胞外囊泡激活JNK通路的上游分子，三者構(gòu)成PRKACB/JNK/NFATC2調(diào)控軸，共同推動(dòng)食管鱗癌轉(zhuǎn)移。

臨床樣本驗(yàn)證：三者高表達(dá)與不良預(yù)后相關(guān)

對(duì)106例食管鱗癌臨床樣本的免疫組化分析顯示，高牙齦卟啉單胞菌豐度組的PRKACB和NFATC2表達(dá)水平顯著高于低豐度組，且PRKACB與NFATC2表達(dá)呈正相關(guān)。此外，高PRKACB或NFATC2表達(dá)的食管鱗癌患者均表現(xiàn)出更短的總生存期，且二者均與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移顯著相關(guān)，提示這兩個(gè)分子可作為食管鱗癌預(yù)后評(píng)估的潛在生物標(biāo)志物。

圖5：牙齦卟啉單胞菌胞外囊泡促進(jìn)食管鱗癌進(jìn)展的機(jī)制示意圖

綜上，這項(xiàng)研究清晰揭示了牙齦卟啉單胞菌及其胞外囊泡在食管鱗癌轉(zhuǎn)移中的關(guān)鍵作用，首次明確PRKACB/JNK/NFATC2軸是其核心調(diào)控通路。這一發(fā)現(xiàn)不僅為食管鱗癌轉(zhuǎn)移的分子機(jī)制增添了新的理論依據(jù)，更為臨床治療提供了潛在靶點(diǎn)，干預(yù)這一信號(hào)軸或抑制胞外囊泡分泌，有望成為阻斷食管鱗癌轉(zhuǎn)移的新途徑。

同時(shí)，該研究也再次提醒我們，口腔健康與全身健康息息相關(guān)。牙周病的有效防治，或許能為消化道腫瘤的預(yù)防提供新的思路。未來，針對(duì)PRKACB、JNK或NFATC2的特異性抑制劑開發(fā)，有望為食管鱗癌患者帶來新的治療希望，尤其為晚期轉(zhuǎn)移性食管鱗癌提供更多治療選擇，讓更多患者受益于這一基礎(chǔ)研究的突破。

參考文獻(xiàn)：

Hong K, Zhang H, Qi J, et al. Porphyromonas gingivalis extracellular vesicles promotes tumor metastasis in esophageal squamous cell carcinoma by inducing PRKACB/JNK/ NFATC2 axis. J Nanobiotechnology. 2025;24(1):66. Published 2025 Dec 19. doi:10.1186/s12951-025-03932-8

撰文 | 生物谷

編輯 | 阿拉斯加寶

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