马拉色菌可能通过炎症和氧化应激通路促进基底细胞癌的发生发展

《MicrobiologyOpen》：Malassezia May Contribute to Basal Cell Carcinoma Development via Inflammatory and Oxidative Stress Pathways

　　

基底细胞癌(BCC)是最常见的恶性皮肤肿瘤。皮肤常驻的亲脂性马拉色菌属酵母菌与多种皮肤疾病相关，但其在BCC组织中的相关性模式和潜在生物学效应仍不明确。研究人员采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对存档的石蜡包埋(FFPE)BCC标本进行筛查，并对三对新鲜肿瘤组织和瘤周组织进行宏基因组测序，以表征组织相关马拉色菌的定植情况。球形马拉色菌(M. globosa)在FFPE样本中丰度最高，且在新鲜组织中也可检出。体外功能实验(CCK-8、EdU)在HaCaT角质形成细胞和A-431表皮样癌细胞中进行，结果显示以最佳浓度的M. globosa(1.2×10⁷ CFU/mL)和山口马拉色菌(M. yamatoensis)(1.6×10⁷ CFU/mL)刺激12小时可显著促进上皮细胞增殖。转录组测序及随后的RT-qPCR验证进一步表明，两种菌株均能显著上调这些细胞系中促炎基因(IL-1β、IL-6、TNF-α)和氧化应激相关基因(SOD1、SOD2)的表达。综上所述，研究结果描述了马拉色菌定植与BCC病变之间的相关性关联，并提供了初步的体外机制线索。

马拉色菌可能通过炎症和氧化应激通路促进基底细胞癌的发生发展——基于临床样本和体外模型的机制初探

基底细胞癌(BCC)是最常见的皮肤恶性肿瘤，全球每年新增病例超过500万，其局部侵袭性可导致深层组织坏死、溃疡甚至毁容，对患者生活质量和医疗系统造成沉重负担。紫外线(UV)辐射是公认的主要危险因素，但近年来肿瘤与微生物组的相互作用受到广泛关注，尤其是皮肤常驻真菌马拉色菌(Malassezia)。马拉色菌属亲脂性酵母菌，既往研究已将其与脂溢性皮炎、花斑糠疹及特应性皮炎等皮肤病关联起来，并新近发现其在克罗恩病、乳腺癌、结直肠癌和胰腺癌等系统性疾病中也可能发挥功能效应。然而，马拉色菌在BCC组织中的定植模式及潜在生物学功能仍缺乏深入机制研究。此前仅有假说性文章提出马拉色菌可能通过分泌芳烃受体配体驱动皮肤癌变，另一项分子调查在BCC病变中检测到真菌定植，但均未开展功能学验证。因此，研究人员设计了结合临床样本筛查和体外细胞模型的实验，旨在表征BCC相关马拉色菌物种并探索其通过炎症和氧化应激通路发挥作用的可能性。该论文发表在《MicrobiologyOpen》。

研究人员收集了荆州医院2023—2024年间50例BCC患者的存档石蜡包埋(FFPE)组织，以及另外3例经手术切除的配对新鲜肿瘤组织(CT)和瘤周组织(PT)。采用种特异性RT-qPCR对FFPE标本进行马拉色菌筛查，并采用宏基因组测序对3对新鲜组织进行菌群分析。随后，研究人员使用M. globosa和M. yamatoensis菌株刺激HaCaT永生化角质形成细胞和A-431表皮样癌细胞，通过CCK-8和EdU实验检测增殖，转录组测序及RT-qPCR验证炎症和氧化应激相关基因表达。主要技术方法包括：基于rRNA基因内部转录间隔区(ITS)的种特异性引物RT-qPCR；宏基因组测序流程涵盖宿主DNA去除、MEGAHIT组装、MetaGeneMark基因预测和Salmon丰度定量；利用CCK-8和EdU掺入评估细胞代谢活性和增殖；转录组测序中采用HISAT2比对、StringTie组装并鉴定差异表达基因(DEGs)，|fold change|≥1.5且FDR<0.05为阈值，并经KEGG通路富集分析；RT-qPCR以β-actin为内参验证IL-1β、IL-6、TNF-α、SOD1和SOD2的表达；统计分析采用SPSS 22.0和GraphPad Prism 9，细胞实验采用双因素方差分析和Tukey事后检验。

研究结果按原文小标题概述如下：3.1 性别与年龄分布：50例BCC患者男女比为0.85:1，年龄34—90岁，平均66.7岁，61—70岁组占比最高(42%)，性别构成差异无统计学意义。3.2 性别与病程：病程范围3个月至54年，中位病程为3年，性别间无显著差异。3.3 病变分布：头面部为主要受累部位，鼻部28%、眼周20%、面部其他区域18%、头皮8%、耳部6%，躯干和四肢等占14%。3.4 组织学亚型：结节型占88%，浸润型占12%。3.5 FFPE样本中马拉色菌物种分布：M. globosa相对丰度最高，为15%。3.6 检测方法：采用RT-qPCR大样本筛查和宏基因组测序小样本探索两种互补策略。3.7 β多样性分析：主成分分析(PCA)显示CT和PT真菌群落明显分离，PC1和PC2共解释98.55%的方差。3.8 CT与PT真菌丰度比较：Wilcoxon秩和检验显示Malassezia在PT中显著富集(P<0.01)，但该差异分析受限于小样本，仅为探索性结果。3.9 KEGG功能注释：差异微生物基因主要集中于代谢相关通路。3.10 马拉色菌促进细胞增殖：CCK-8结果呈先升后降的双相模式，M. globosa(1.2×10⁷ CFU/mL)和M. yamatoensis(1.6×10⁷ CFU/mL)刺激12小时促增殖效应最显著；EdU实验证实两种菌均显著提高EdU阳性细胞比例。3.11 转录组PCA：各组间分离明确、组内聚集良好，表明转录组数据可靠性高。3.12 火山图识别DEGs：M. globosa在HaCaT细胞诱导1845个DEGs，在A-431细胞诱导5727个；M. yamatoensis分别诱导530个和3247个，显示菌株和细胞系特异性反应。3.13 KEGG通路富集分析：两种菌在A-431细胞中共同富集NOD样受体信号通路和MAPK信号通路；M. globosa特异富集细胞因子-细胞因子受体相互作用，M. yamatoensis特异富集PI3K-Akt信号通路；氧化磷酸化在两种菌刺激下均显著富集。3.14 炎症和氧化应激基因表达：RT-qPCR验证显示IL-1β在所有时间点持续上调，TNF-α和IL-6在6小时达峰，SOD1在所有时间点显著升高，SOD2在12和24小时上调，M. globosa的效应普遍强于M. yamatoensis。

讨论部分指出，BCC的流行病学特征与既往研究一致，老年人群和头面部曝光部位的高发进一步支持UV辐射的病因作用。马拉色菌在胰腺癌、乳腺癌等肿瘤中已被检出，但功能研究匮乏。本研究发现M. yamatoensis虽在组织丰度上低于M. globosa，却具有相似的增殖促进和炎症诱导能力，提示低丰度物种也可能通过活性代谢物和真菌-宿主互作发挥重要影响。PT中Malassezia丰度更高可能反映瘤周脂质丰富环境有利于真菌定植，也可能与毛囊皮脂腺等附属器结构干扰或肿瘤核心缺氧、营养匮乏等微环境重塑有关，尚不能得出因果结论。转录组层面的KEGG富集提示真菌刺激可能激活NLRP3炎症小体、MAPK和PI3K-Akt等信号轴，并诱导氧化磷酸化相关氧化应激反应。炎症因子持续升高和SOD代偿性上调构成了可能促进上皮增殖的分子环境。讨论也强调了几项关键局限性：FFPE DNA降解导致检测灵敏度受限，且缺少匹配空白提取对照；宏基因组测序样本量小(3对)，未设置无模板对照，低丰度类群数据需谨慎解释；A-431为表皮样癌细胞而非真正BCC细胞系，HaCaT仅为永生化角质形成细胞，无法完全模拟BCC特异性生物学；本研究仅能证明相关性，不能证实因果。

研究结论（原文结论部分翻译）：本研究采用两种互补方法表征了BCC中马拉色菌的分布和丰度：对50例存档FFPE BCC标本进行种特异性RT-qPCR筛查，以及3对新鲜肿瘤和瘤周组织的宏基因组测序。随后以HaCaT角质形成细胞和A-431表皮样癌细胞作为互补的皮肤来源上皮模型进行体外实验，证明M. globosa和M. yamatoensis均能显著促进两种细胞系的增殖。转录组分析结合RT-qPCR进一步提示，马拉色菌的促增殖活性与炎症和氧化应激通路的改变相关。促炎细胞因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)和氧化应激相关基因(SOD1、SOD2)表达显著上调。IL-1β的持续升高表明这些细胞模型中存在持续的促炎反应，而SOD1表达增加则反映代偿性氧化应激反应。总体而言，体外结果提示马拉色菌可调节炎症和氧化应激信号，并与皮肤来源上皮细胞的增殖增强相关。尽管这些细胞模型(HaCaT和A-431)并非BCC特异性，但所发现的促增殖和促炎表型提示马拉色菌定植原则上可能创造有利于上皮肿瘤生长的微环境，这一假说尚需在BCC特异性模型中验证。该研究为皮肤共生马拉色菌与BCC相关上皮增殖表型之间提供了新的体外证据，并提示该真菌可能成为需要严格临床前和临床验证的候选生物标志物。