《Journal of Oral Biology and Craniofacial Research》：Differential effect of Periodontal pathogen
Fusobacterium nucleatum and
Porphyromonas gingivalis on modulation of specific partial-EMT genes in colorectal cancer cells
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本研究针对牙周病原菌如何通过调控部分上皮间质转化（p-EMT）促进结直肠癌（CRC）进展的科学问题，通过体外感染模型发现具核梭杆菌（Fn）和牙龈卟啉单胞菌（Pg）能通过差异性调控p-EMT关键基因（ITGA5/EMP3/THBS2等）显著增强癌细胞迁移能力。TCGA数据分析证实这些基因与患者不良预后显著相关，揭示了口腔微生物通过特异性靶向p-EMT通路促进结直肠癌转移的新机制。
在人体复杂的微生物生态中，口腔犹如一个隐藏的"病原体蓄水池"，其中具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）和牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）这两种牙周病原菌，正悄然通过"口腔-肠道轴"完成从口腔到肠道的远程迁徙。当它们在结直肠组织"安家落户"后，不仅会引发慢性炎症，更可能直接参与肿瘤的恶性进展。然而，这些口腔"移民"究竟如何影响结直肠癌细胞的侵袭转移能力，特别是能否调控近年来备受关注的"部分上皮间质转化"（partial EMT, p-EMT）这一关键过程，仍是科学界亟待破解的谜题。
上皮间质转化（EMT）是上皮细胞获得间质特性，从而增强迁移和侵袭能力的重要生物学过程。传统观点认为EMT是"非此即彼"的二元转换，但最新研究发现细胞往往处于一种中间状态——部分上皮间质转化（p-EMT），细胞同时保留上皮特征和获得部分间质特性，这种混合状态与肿瘤的异质性和转移能力密切相关。在这一背景下，阿吉曼大学的研究团队在《Journal of Oral Biology and Craniofacial Research》上发表了创新性研究成果，系统揭示了两种主要牙周病原菌对结直肠癌细胞p-EMT基因的差异性调控作用。
研究人员采用多学科交叉的研究策略，主要通过以下关键技术方法展开探索：利用HCT 116结直肠癌细胞系建立细菌感染模型，分别以100 MOI的感染复数处理具核梭杆菌和牙龈卟啉单胞菌；通过划痕实验定量评估细菌对癌细胞迁移能力的影响；采用实时定量PCR（qRT-PCR）技术检测p-EMT相关基因（SPP1、EMP3、INHBA、THBS2、ITGA5、P4HA2）和经典EMT标志物（ZEB1、SNAI1）的表达变化；整合TCGA数据库中616例结直肠癌肿瘤组织和51例正常组织的RNA测序数据，结合654例患者的生存信息进行生物信息学验证。
3.1. Effect of P. gingivalis infection on key p-EMT genes
牙龈卟啉单胞菌感染诱导了独特的基因表达模式：EMP3在24小时显著上调，而P4HA2在6小时和24小时均被抑制，MXD1和THBS2在24小时表达降低。有趣的是，ZEB2呈现双相反应——6小时下降后24小时回升，SNAI1则持续被抑制。CDH13和MMP3在两个时间点均上调，而SPP1、INHBA和ITGA5等核心p-EMT基因未受显著影响，表明牙龈卟啉单胞菌通过选择性调控特定基因而非全面激活p-EMT程序。
3.2. Effect of F. nucleatum infection on key p-EMT genes
具核梭杆菌展现出不同的调控模式：ITGA5和MMP3在24小时显著上调，P4HA2和MXD1在两个时间点均被抑制。与牙龈卟啉单胞菌不同，具核梭杆菌感染导致MMP9和SNAI1表达持续下降，ZEB2在6小时被抑制。SPP1、INHBA和EMP3表达保持稳定，说明具核梭杆菌通过特异性激活"ITGA5-MMP3轴"促进癌细胞侵袭。
3.3. F. nucleatum and P. gingivalis promote the migration of HCT cells
功能实验证实两种病原菌均能显著增强癌细胞迁移能力。划痕实验显示，感染24小时后，具核梭杆菌和牙龈卟啉单胞菌处理组的伤口闭合率均显著高于对照组，表明两种细菌都能有效促进结直肠癌细胞的运动能力。
3.4. Gene expression analysis of key p-EMT genes
TCGA数据分析揭示了p-EMT基因的临床相关性：THBS2、CDH13和P4HA2在结直肠癌组织中显著高表达，而EMP3和ZEB1表达降低。基因表达热图清晰展示了这些基因在肿瘤与正常组织间的差异表达模式。
3.5. Kaplan-Meier Plot analysis
生存分析进一步证实了p-EMT基因的预后价值：EMP3、THBS2和ITGA5高表达与患者总生存期缩短显著相关，而MXD1、P4HA2和CDH13表达水平与预后无显著关联。经典EMT标志物ZEB1和SNAI1的高表达也预示着不良预后。
研究结论与讨论部分深刻阐释了这些发现的科学意义。具核梭杆菌和牙龈卟啉单胞菌虽然都能促进结直肠癌细胞迁移，但通过截然不同的分子机制发挥作用。具核梭杆菌主要驱动"ITGA5-MMP3轴"的上调，同时抑制基质稳定因子，其作用模式更符合经典的促侵袭通路；而牙龈卟啉单胞菌则通过更复杂的时空调控，以SNAI1非依赖性的方式激活CDH13和MMP3等运动相关基因，表现出独特的调控策略。
值得注意的是，两种病原菌均未引发全面的p-EMT程序，而是选择性调制特定的基因亚群，这种"精准靶向"模式解释了为什么口腔微生物能够特异性地促进癌症进展而不引起广泛的细胞表型改变。p-EMT状态使癌细胞能够在保留细胞间连接的同时获得迁移能力，更符合体内观察到的集体细胞迁移模式，这可能是口腔微生物促进结直肠癌转移的重要机制。
该研究的创新性在于首次系统比较了两种主要牙周病原菌对结直肠癌细胞p-EMT网络的差异性调控，并将实验室发现与临床预后数据相结合，为理解口腔微生物在结直肠癌进展中的作用提供了新的分子视角。研究结果不仅强化了"口腔-肠道轴"在癌症生物学中的重要性，更提示针对特定口腔病原菌的干预措施可能成为结直肠癌防治的新策略。未来研究需要进一步阐明这些细菌调控p-EMT的具体信号通路，并在体内模型中验证这些发现，为开发微生物靶向的癌症治疗提供理论基础。
