肿瘤微生物组(Tumor Microbiome)是肿瘤微环境中不可或缺的成员,肿瘤内微生物群通过多种机制影响肿瘤发展,在不同类型的肿瘤中,肿瘤内微生物群的组成和丰度具有高度异质性。由于它们的低生物量和其他障碍,全面描述肿瘤微生物组的特征极具挑战性。目前可用于研究肿瘤内微生物群的技术有荧光原位杂交(FISH)、免疫组织化学(IHC)、免疫荧光(IF) 、5R 16S rDNA测序。
5R 16S rDNA高通量测序是对16S rDNA基因上的五个区域(V2、V3、V5、V6、V8)进行多重PCR扩增和测序。可有效降低组织中宿主DNA对细菌16S rDNA扩增的严重干扰。
技术特点
01 灵敏度更高
02 分辨率更高,可用于种水平鉴定
03 适用于微生物含量低的样本,如肿瘤组织,蜡块,血液;
04 有效降低宿主污染
适用样本类型
肿瘤组织,FFPE等低载量生物样本,切片厚度20μm,每样本切片量≥10 张(穿刺样本酌情增加)。
注意事项
(1)样本重复数推荐15个以上。
(2)需要设置空白对照。可有效去除来自样本采集、DNA 提取、PCR 扩增等环节中引入的污染菌。取样建议:例如刮擦ddH2O的棉签;肿瘤组织可以用实验室内部的ddH2O作为阴性对照;棉签擦拭工作台等一切实验端污染来源。
实验及分析流程
5R 16S rDNA
凌恩生物采用SMURF分析流程对测序数据进行分析,采用最大期望算法将多个短扩增区域的序列进行整合分析,找到最有可能的16S序列集合,在使用Greengenes2(August 2023 version)进行注释,直接得到种水平的物种注释结构(species table),再根据阴性对照的结果提出污染菌,最终得到组织中真正存在的菌群,进行下游的分析:α多样性、β多样性、差异分析以及功能预测等。
了解了5R 16S rDNA测序的概念、原理、特点以及送样要求,我们通过2篇文献来看一下它的应用案例吧~
案例1
中文标题:人类肿瘤微生物组由肿瘤类型特异性的细胞内细菌组成
杂志:Science
IF:47.728
本研究对1526个肿瘤及其相邻的正常组织(包括乳腺、肺、卵巢、胰腺、黑色素瘤、骨瘤和脑瘤)进行5R 16S rDNA测序,发现每种肿瘤类型都有独特的微生物组组成,其中乳腺癌的微生物组尤其丰富多样。肿瘤内的细菌大多为胞内细菌,存在于癌细胞和免疫细胞中。研究还注意到,肿瘤内的细菌或其预测的功能与肿瘤类型和亚型、患者吸烟状况以及对免疫疗法的反应存在关联。
图1 在人类肿瘤中检测到细菌成分
图2 乳腺肿瘤的微生物组与其他类肿瘤对比
案例2
中文题目:2022 李斯特菌激发抗肿瘤免疫反应
杂志:Angwandte Chemie International Edition
IF:18.027
本研究通过对小鼠静脉注射PBS、Lmo(单核细胞增生李斯特菌)以及Lmo@RBC(改造后的单核细胞增生李斯特菌)来比较肿瘤免疫治疗效果。通过5R 16S测序对肿瘤组织内的菌群进行检测,结果发现李斯特菌仅出现在Lmo和Lmo@RBC组中。进一步实验发现,Lmo@RBC可诱导细胞焦亡,从而逆转免疫抑制性肿瘤微环境并促进全身性的抗肿瘤免疫反应,对实体瘤和肿瘤转移有极好的治疗效果。
凌恩特推出
5R 16S rDNA高通量测序
助力肿瘤微生态研究
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参考文献
[1]The human tumor microbiome is composed of tumor typespecific intracellular bacteria.Science,2020.
[2]Intravenous Delivery of Living Listeria monocytogenes Elicits GasdmerminDependent Tumor Pyroptosis and Motivates Anti-Tumor Immune Response.ACS Nano,2022.