Cancer Cell | 上海药物所合作阐明真菌与细菌跨界互作促进结直肠癌发展的分子机制

2026年2月26日,中国科学院上海药物研究所陈昌斌团队与上海交通大学医学院附属仁济医院房静远院士团队及上海市免疫学研究所苏冰团队合作,共同在国际顶尖肿瘤学期刊Cancer Cell发表了题为“Candida albicans synergizes with Fusobacterium nucleatum in colorectal cancer progression via the Flo9-RadD interaction”的研究论文。该研究首次阐明真菌与细菌跨界互作促进结直肠癌发展的分子机制。

肠道微生物群落如同一片繁茂的生态系统,数以万亿计的细菌、真菌、病毒在此共生共存。具核梭杆菌作为这片生态系统中具有定植优势的拓荒者,已被证实定植于结直肠黏膜成为肿瘤的加速推手。然而,在这张复杂的生态网络中,真菌菌群因在人类肠道菌群中的丰度较低(占总菌群的0.1%-1%),长期以来被视为“沉默的居住者”。它们究竟只是被动共存的旁观者,还是能够主动塑造生态位并深刻影响宿主健康的关键参与者,仍有待深入探索。

该研究对结直肠癌患者粪便样本开展了大规模定量分析,意外发现白念珠菌与具核梭杆菌在部分患者肠道中呈高丰度并存。多队列临床样本的验证结果进一步证实,这两种微生物在结直肠癌患者肠道内的同步富集与不良预后显著相关。值得注意的是,从结直肠癌组织中分离获得的白念珠菌临床菌株普遍表现出更强的菌丝形成能力,其菌丝特异性基因FLO9 高表达。携带此类高菌丝形成能力菌株的患者,往往伴随具核梭杆菌的高丰度定植,并与更差的临床结局呈显著正相关。研究团队综合运用真菌ITS测序、真菌基因组测序、免疫共沉淀、质谱分析、遗传操作、双菌灌胃小鼠模型、流式细胞术、荧光原位杂交及激光共聚焦显微成像等多种技术手段,系统解析了肠道真菌与细菌在结直肠癌发生发展中的协同作用机制(图1)。该研究发现,白念珠菌与具核梭杆菌在小鼠肠道内高度共定位,并通过相互黏附形成稳定的微生物聚合体。菌丝态白念珠菌充当“定植锚点”,促进具核梭杆菌的黏附与定植,协助其跨越肠道黏膜外层。随后,具核梭杆菌进一步穿透内层黏液屏障并侵入上皮细胞,从而推动肿瘤的发生与进展,而白念珠菌则主要滞留于黏液层外层(图2)。当白念珠菌菌丝形成能力减弱或 FLO9低表达时,其与具核梭杆菌之间的协同作用显著减弱。同样,当具核梭杆菌RadD缺失或低表达时,这一协同作用也被破坏。由此,研究团队从多层面证实 Flo9–RadD 分子轴构成白念珠菌–具核梭杆菌协同促癌的关键界面,为靶向微生物互作的肿瘤干预策略提供了新的切入点。进一步研究表明,精氨酸处理可有效阻断两者的相互作用,从而显著抑制结直肠癌的进展。

本研究首次揭示肠道共生真菌白念珠菌与致病细菌具核梭杆菌之间的直接物理相互作用,并系统阐明其分子基础与促癌效应。研究提出了一种新的肿瘤微生物学范式:肠道真菌并非被动的共生定植者,而是能够通过菌丝相介导的跨界粘附,主动协助致病细菌突破定植屏障、重塑肠道生态位。该项研究成果进一步拓展了肠道真菌和细菌对机体健康及疾病发生发展的分子联系,极大推动了基于靶向微生物互作的肿瘤治疗新策略。

上海交通大学医学院附属仁济医院博士后李佳璐、博士生张宸已及上海药物所黄新华研究员为论文的共同第一作者。上海交通大学医学院附属仁济医院房静远院士、上海市免疫学研究所苏冰教授以及上海药物所陈昌斌研究员为论文的共同通讯作者。该工作获得了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科技创新行动计划等项目经费资助。

全文链接:https://www.cell.com/cancer-cell/abstract/S1535-6108(26)00100-5

图1. 肠道共生真菌白念珠菌通过粘附分子Flo9与具核梭杆菌RadD相互作用协同促进结直肠癌发展

图2. 荧光原位杂交显示白念珠菌(Ca)帮助具核梭杆菌(Fn)通过黏液层进入上皮细胞。1.上皮层;2.黏膜内层;3.黏膜外层

(供稿部门:陈昌斌课题组)