大佬发顶刊怎么就跟喝凉水一样简单呢？这不，几个月前宋尔卫院士团队才发了Cell，Nature，最近又在PNAS上重磅发文，而且首次提出“肠-骨髓-肿瘤”轴的概念，文章中用到了大量的生信分析，怎么做的呢？小云带大家一探究竟！
5月6日，中山大学宋尔卫、陆勇军及胡海共同通讯在PNAS在线发表题为“A high-fat diet promotes cancer progression by inducing gut microbiota–mediated leucine production and PMN-MDSC differentiation”的研究论文。为了研究高脂饮食（HFD）相关肠道微生物群对肿瘤进展的影响，作者在荷瘤小鼠中建立了多种模型，包括HFD喂养、粪便微生物群移植、抗生素喂养和细菌灌胃。此外，作者不仅在动物模型中进行了实验，还在人类乳腺癌患者中验证了他们的发现，增强了研究的临床相关性。这些发现揭示了“肠-骨髓-肿瘤”轴参与了HFD介导的癌症进展，并通过靶向肠道微生物群的异常代谢为抗癌治疗策略开辟了广阔的途径。(ps：小云每日在线，您负责做决定，我负责让您满意！想完成从看文章到发文章闭环的宝子，直接扫码联系小云吧~)
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发表时间：2024年5月
研究背景
高脂饮食(HFD)通过破坏肠道微生物群，是癌症恶性进展的高危因素。然而，与HFD相关的肠道微生物群在癌症发生中的作用仍不清楚。
研究思路
问题提出：研究者首先指出高脂饮食和肥胖是多种癌症（包括乳腺癌、黑色素瘤和肝癌）的已知风险因素，但这些因素如何影响癌症发展的具体机制尚不清楚。
临床观察：通过对乳腺癌患者的观察，研究者发现肥胖与不良预后和晚期临床病理状态相关联。
动物模型建立：为了模拟高脂饮食对癌症进展的影响，研究者建立了多种小鼠模型，包括高脂饮食喂养、粪便微生物群移植、抗生素喂养和细菌灌胃。
肠道微生物群分析：通过16S rRNA基因测序，研究者分析了乳腺癌患者的肠道微生物群，并发现了与BMI（体重指数）和肿瘤生长相关的特定菌群变化。
代谢物分析：利用质谱分析，研究者检测了饮食喂养小鼠的粪便中的代谢物，发现高脂饮食小鼠的粪便中支链氨基酸（BCAAs）水平显著升高。
机制探索：研究者发现高脂饮食相关的肠道微生物群通过产生更多的亮氨酸（leucine），激活骨髓中骨髓前体细胞（myeloid progenitors）的mTORC1信号通路，从而促进多形核骨髓源性抑制细胞（PMN-MDSCs）的分化。
临床相关性验证：研究者在人类乳腺癌患者中验证了肠道微生物群、血清亮氨酸水平与肿瘤内PMN-MDSCs的关联，以及它们与不良临床病理状态的联系。
主要结果
高脂饮食通过肠道菌群失调促进肿瘤进展
HFD介导的肠道菌群失调通过PMN-MDSCs促进肿瘤进展
HFD介导的微生物群失调触发PMN-MDSC生成
HFD介导的优势微生物产生亮氨酸，以增加PMN-MDSC繁殖和肿瘤进展
HFD介导的脱硫弧菌富集可通过产生亮氨酸来增强PMN-MDSC生成和癌症进展
亮氨酸通过激活mTORC1信号通路诱导MP向PMN-MDSCs分化
乳腺癌患者血清亮氨酸和HFD相关菌群与肿瘤MDSCs和晚期临床病理状态相关
文章小结
本研究揭示了HFD介导的肠道菌群产生额外的亮氨酸，随后激活骨髓中的MP mTORC1信号，并触发PMN-MDSC分化，最终通过肠-骨髓-肿瘤轴促进乳腺癌进展。研究结合了微生物学、代谢组学、免疫学和临床医学等多个学科的方法，展示了一个多角度、多层次的研究思路。生信分析目前绝对是发顶刊不可或缺的工具，想借助生信发高分的宝子，可以联系小云哦~另外，小云还有好用的服务器租赁，每一个生信人都需要哦~
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原文始发于微信公众号（云生信学生物信息学）：PNAS重磅发现！中山大学宋尔卫院士团队，一手数据+肠道菌群+代谢组学，看生信如何助力大佬们发顶刊！