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Intratumor microbiome features reveal antitumor potentials of intrahepatic cholangiocarcinoma

生物 荧光原位杂交 基因组 16S核糖体RNA 核糖体RNA 代谢组 代谢组学 细菌 分子生物学 遗传学 基因 生物信息学 染色体
作者
Xiaoqiang Chai,Jie Wang,Huanping Li,Chao Gao,Shuangqi Li,Chuanyuan Wei,Jian-Hang Huang,Yingming Tian,Jian Yuan,Jia‐Cheng Lu,Dongmei Gao,Yimin Zheng,Cheng Huang,Jian Zhou,Guo‐Ming Shi,Ai‐Wu Ke,Feng Liu,Jia Fan,Jiabin Cai
出处
期刊:Gut microbes [Landes Bioscience]
卷期号:15 (1) 被引量:87
标识
DOI:10.1080/19490976.2022.2156255
摘要

Intrahepatic cholangiocarcinoma (ICC) is a rare malignancy with a high prevalence in China. This study aimed to characterize the ICC tissues' bacterial metagenomics signature and explore its antitumor potential for cancer. In this study, 16S rRNA sequencing was carried out on 99 tissues to characterize the features of intratumoral microbiota, followed by single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) and multilevel validation. The presence of microbial DNA in tissues was determined using staining, fluorescence in situ hybridization (FISH), and transmission electron microscopy (TEM). A Gram-positive aerobic bacterium, identified as Staphylococcus capitis, was cultured from fresh tissues. Meanwhile, scRNA-seq showed that intratumoral bacteria could be present in multiple cell types. Using 16S rRNA sequencing, we identified a total of 2,320,287 high-quality reads corresponding to 4,594 OTU (operational taxonomic units) sequences. The most abundant bacterial orders include Burkholderiales, Pseudomonadales, Xanthomonadales, Bacillales and Clostridiales. Alpha and Beta diversity analysis revealed specific features in different tissues. In addition, the content of Paraburkholderia fungorum was significantly higher in the paracancerous tissues and negatively correlated with CA199 (Carbohydrate antigen199) levels. The results of in vitro and in vivo experiments suggest that P. fungorum possesses an antitumor activity against tumors. Metabolomics and transcriptomics showed that P. fungorum could inhibit tumor growth through alanine, aspartate and glutamate metabolism. We determined the characteristic profile of the intratumoral microbiota and the antitumor effect of P. fungorum in ICC.
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