Yumurtalık Dokularında Bakterilerin Karakterizasyonu ve Fonksiyonel Tahmini
Summary
Kanserli ve nonkanseröz yumurtalık dokularındaki bakterileri yerinde keşfetmek ve ayırt etmek amacıyla immünhistokimya lekelenme ve 16S ribozomal RNA geni (16S rRNA geni) dizilimi yapıldı. Bakterilerin bileşimsel ve fonksiyonel farklılıkları BugBase ve Göz ardı Edilmeyen Durumların Yeniden İnşası (PICRUSt) ile Toplulukların Filogenetik İncelemesi kullanılarak tahmin edildi.
Abstract
“Steril” kadın üst üreme yolu teorisi, bakteriyel tespitteki gelişmeler nedeniyle artan bir muhalefetle karşılaşmaktadır. Ancak yumurtalıkların bakteri içerip içermediği henüz doğrulanmadı. Burada yumurtalık dokularındaki bakterileri tespit etmek için bir deney tanıtıldı. Kanser grubunda yumurtalık kanseri hastalarını, kontrol grubunda ise nonkanseröz hastaları seçtik. Yumurtalık dokularındaki bakterileri kanser ve kontrol gruplarından ayırt etmek için 16S rRNA gen dizilimi kullanıldı. Ayrıca, BugBase ve PICRUSt kullanarak tanımlanan bakterilerin fonksiyonel bileşimini tahmin ettik. Bu yöntem diğer iç organlarda ve dokularda da kullanılabilir, çünkü son yıllarda birçok organın bakteri barındırdığı kanıtlanmıştır. İçerdeki ve dokulardaki bakterilerin varlığı, bilim adamlarının kanserli ve normal dokuları değerlendirmesine yardımcı olabilir ve kanser tedavisinde yardımcı olabilir.
Introduction
Son zamanlarda, böbrek, dalak, karaciğer ve yumurtalık1,2gibi abdominal katı visseradaki bakterilerin varlığını kanıtlayan giderek artan sayıda makale yayınlanmıştır. Geller ve arkeatik tümörlerde bakteri bulundu ve bu bakteriler bir kemoterapötik ilaç olan gemcitabine karşı dirençliydi2. S. Manfredo Vieira ve ark. Enterococcus gallinarum lenf düğümleri, karaciğer ve dalak için taşınabilir olduğu ve otoimmünite3.
Serviks bir savunucu olarak rol oynadığından, uterus, fallop tüpleri ve yumurtalıkları içeren üst kadın üreme sistemindeki bakteriler minimal olarak araştırılmıştır. Ancak son yıllarda bazı yeni teoriler ortaya atmıştır. Bakteriler, mücinlerdeki değişiklikler nedeniyle adet döngüsü sırasında rahim boşluğuna erişebilir4,5. Ek olarak, Zervomanolakis ve ark. uterusun fallop tüpleri ile birlikte yumurtalıkların endokrin sistemi tarafından kontrol edilen peristaltik bir pompa olduğunu doğruladı ve bu düzenleme bakterilerin endometriyum, fallop tüpleri ve yumurtalıklara girmesini sağlar6.
Bakteriyel tespit yöntemlerinin geliştirilmesi sayesinde üst üreme yolu artık bir gizem değil. Verstraelen ve ark., 16S RNA geni7’ninV1-2 hipervariable bölgesini hedef alarak rahim bakterilerini keşfetmek için barkodlu eşleştirilmiş uçlu bir dizileme yöntemi kullandı. Fang ve ark. endometriyal polipli hastalarda barkodlu dizileme kullanmış ve çeşitli rahim içi bakterilerin varlığını ortaya koymaktadır8. Ek olarak, 16S RNA geni kullanılarak, Miles ve arkadaşları salpingo-ophorektomi ve histerektomi geçirmiş kadınların genital sisteminde bakteri buldu, sırasıyla5,9.
Tümör dokularındaki bakteriler son yıllarda giderek daha fazla ilgi görmeye devam ediyor. Banerjee ve arkadaşları, mikrobiyom imzasının yumurtalık kanseri hastaları arasında farklılık olduğunu keşfetti ve10‘unu kontrol etti. Noksinotinoz sibiricum tümör evresi ile ilişkiliydi ve Methanosarcina vakuolata yumurtalık kanserini teşhis etmek için kullanılabilir11. Yumurtalık kanserine ek olarak, mide, akciğer, prostat, meme, serviks ve endometrium gibi diğer kanserlerin12 , 13 , 14,15,16,17,18bakteri ile ilişkili olduğu kanıtlanmıştır. Poore ve arkadaşları, erken evre kanser taramasını öngören yeni bir mikrobiyal bazlı onkoloji tanı sınıfı önerdi19. Bu protokolde bu iki dokudaki bakterilerin bileşimini ve işlevini karşılaştırarak kanserli ve normal yumurtalık dokuları arasındaki farkları araştırdık.
Yumurtalıklarda bakteri varlığını doğrulamak için immünhistokinometri lekeleme ve 16S rRNA gen dizilimi yapıldı. Kanserli ve nonkanseröz yumurtalık dokularındaki yumurtalık bakterilerinin farklılıkları ve öngörülen fonksiyonları incelendi. Sonuçlar yumurtalık dokularında bakteri varlığını gösterdi. Anoxynatronum sibiricum ve Methanosarcina vakuolata sırasıyla yumurtalık kanseri evresi ve tanısı ile ilişkiliydi. Her iki grupta da bulunan 46 anlamlı farklı KEGG yolu karşılaştırıldı.
Protocol
Representative Results
Discussion
Yumurtalık kanserinin kadınların doğurganlığı üzerinde önemli bir etkisi vardır25. Yumurtalık kanseri hastalarının çoğu geç evrelerde teşhis edilir ve 5 yıllık sağkalım oranı% 30’dan azdır18. Karaciğer, pankreas ve dalak da dahil olmak üzere abdominal katı visseradaki bakterilerin teyidi yayınlanmıştır. Üst kadın üreme sisteminde bakteri varlığı, serviksin 2,3,4,</…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Çin Xi’an Jiaotong Üniversitesi’nin İlk Bağlı Hastanesi Klinik Araştırma Ödülü (XJTU1AF-2018-017, XJTU1AF-CRF-2019-002), Shaanxi İl Bilim ve Teknoloji Bölümü Doğa Bilimi Ana Temel Araştırma Projesi (2018JM7073, 2017ZDJC-11), Shaanxi İl Bilim ve Teknoloji Bölümü’nün Önemli Araştırma ve Geliştirme Projesi (2017ZDXM-SF-068, 2019QYPY-138), Shaanxi İl İşbirlikçi Teknoloji İnovasyon Projesi (2 017XT-026, 2018XT-002) ve Xi’an Sosyal Gelişim Rehberlik Planı Tıbbi Araştırma Projesi (2017117SF/YX011-3). Fon sağlayıcılar çalışma tasarımı, veri toplama ve analiz, yayınlama kararı veya makalenin hazırlanmasında hiçbir rol oynamamışlardır.
Xi’an Jiaotong Üniversitesi Birinci Bağlı Hastanesi Jinekoloji Bölümü’ndeki meslektaşlarımıza numunelerin toplanmasına katkılarından dolayı teşekkür ederiz.
Materials
| 2200 TapeStation Software | Agilgent United States |
||
| AmpliSeq for Illumina Library Prep, Indexes, and Accessories | Illumina | ||
| Image-pro plus 7 | Media Cybernetics | ||
| Leica ASP 300S | Leica Biosystems Division of Leica Microsystems | ||
| Leica EG 1150 | Leica Biosystems Division of Leica Microsystems | ||
| Leica RM2235 | Leica Biosystems Division of Leica Microsystems | ||
| LPS Core monoclonal antibody, clone WN1 222-5 | Hycult Biotech | ||
| Mag-Bind RxnPure Plus magnetic beads | Omega Biotek | M1386-00 | |
| Mag-Bind Universal Pathogen 96 Kit | Omega Biotek | M4029-01 | |
| MiSeq | Illumina | SY-410-1003 | |
| Silva database | Max Planck Institute for Marine Microbiology and Jacobs University | ||
| the QuantiFluor dsDNA System | Promega | E2670 | |
| Trimmomatic | Björn Usadel | ||
| ZytoChem Plus (HRP) Anti-Rabbit (DAB) Kit | Zytomed Systems | HRP008DAB-RB |
References
- Manfredo Vieira, S., et al. Translocation of a gut pathobiont drives autoimmunity in mice and humans. Science. 359 (6380), 1156-1161 (2018).
- Geller, L. T., et al. Potential role of intratumor bacteria in mediating tumor resistance to the chemotherapeutic drug gemcitabine. Science. 357 (6356), 1156-1160 (2017).
- Manfredo, V. S., et al. Translocation of a gut pathobiont drives autoimmunity in mice and humans. Science. 359 (6380), 1156-1161 (2018).
- Brunelli, R., et al. Globular structure of human ovulatory cervical mucus. FASEB J. 21 (14), 3872-3876 (2007).
- Chen, C., et al. The microbiota continuum along the female reproductive tract and its relation to uterine-related diseases. Nature Communications. 8 (1), 875 (2017).
- Zervomanolakis, I., et al. Physiology of upward transport in the human female genital tract. Annals of the New York Academy of Sciences. 1101, 1-20 (2007).
- Verstraelen, H., et al. Characterisation of the human uterine microbiome in non-pregnant women through deep sequencing of the V1-2 region of the 16S rRNA gene. PeerJ. 4, 1602 (2016).
- Fang, R. L., et al. Barcoded sequencing reveals diverse intrauterine microbiomes in patients suffering with endometrial polyps. American Journal of Translational Research. 8 (3), 1581-1592 (2016).
- Miles, S. M., Hardy, B. L., Merrell, D. S. Investigation of the microbiota of the reproductive tract in women undergoing a total hysterectomy and bilateral salpingo-oopherectomy. Fertil Steril. 107 (3), 813-820 (2017).
- Banerjee, S., et al. The ovarian cancer oncobiome. Oncotarget. 8 (22), 36225-36245 (2017).
- Wang, Q., et al. The differential distribution of bacteria between cancerous and noncancerous ovarian tissues in situ. Journal of Ovarian Research. 13 (1), 8 (2020).
- Wang, L., et al. Bacterial overgrowth and diversification of microbiota in gastric cancer. European Journal of Gastroenterology & Hepatology. 28 (3), 261-266 (2016).
- Hosgood, H. D., et al. The potential role of lung microbiota in lung cancer attributed to household coal burning exposures. Environmental and Molecular Mutagenesis. 55 (8), 643-651 (2014).
- Kwon, M., Seo, S. S., Kim, M. K., Lee, D. O., Lim, M. C. Compositional and Functional Differences between Microbiota and Cervical Carcinogenesis as Identified by Shotgun Metagenomic Sequencing. Cancers. 11 (3), 309 (2019).
- Urbaniak, C., et al. The Microbiota of Breast Tissue and Its Association with Breast Cancer. Applied and Environmental Microbiology. 82 (16), 5039-5048 (2016).
- Feng, Y., et al. Metagenomic and metatranscriptomic analysis of human prostate microbiota from patients with prostate cancer. BMC Genomics. 20 (1), 146 (2019).
- Walsh, D. M., et al. Postmenopause as a key factor in the composition of the Endometrial Cancer Microbiome (ECbiome). Scientific Reports. 9 (1), 19213 (2019).
- Walther-Antonio, M. R., et al. Potential contribution of the uterine microbiome in the development of endometrial cancer. Genome Medicine. 8 (1), 122 (2016).
- Poore, G. D., et al. Microbiome analyses of blood and tissues suggest cancer diagnostic approach. Nature. 579 (7800), 567-574 (2020).
- Bolger, A. M., Lohse, M., Usadel, B. Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data. Bioinformatics. 30 (15), 2114-2120 (2014).
- Ward, T., et al. BugBase predicts organism-level microbiome phenotypes. bioRxiv. , (2017).
- Langille, M. G., et al. Predictive functional profiling of microbial communities using 16S rRNA marker gene sequences. Nature Biotechnology. 31 (9), 814-821 (2013).
- Langille, M. G. I., et al. Predictive functional profiling of microbial communities using 16S rRNA marker gene sequences. Nature Biotechnology. 31 (9), 814 (2013).
- Parks, D. H., Tyson, G. W., Hugenholtz, P., Beiko, R. G. STAMP: statistical analysis of taxonomic and functional profiles. Bioinformatics. 30 (21), 3123 (2014).
- Leranth, C., Hamori, J. 34;Dark" Purkinje cells of the cerebellar cortex. Acta Biologica Hungarica. 21 (4), 405-419 (1970).
