《Nature Communications》：Escherichia coli promotes colorectal cancer metastasis by maintaining enhancer-promoter loops through releasing neutrophil extracellular traps
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本研究针对肠道菌群如何调控中性粒细胞介导的结直肠癌肝转移（CRCLM）的机制空白，通过多组学技术发现大肠杆菌（E. coli）可通过RIPK2-HNRNPK-ATF3/Relb轴促进NCF4介导的NETs形成，进而激活CRC细胞中TRPC1-NFATC3-Ca2+通路，稳定STAT3增强子-启动子环（EPLs）驱动TNS1转录。该研究首次揭示菌群-中性粒细胞-表观遗传调控轴在CRCLM中的作用，为靶向EPLs的肿瘤治疗提供新视角。
结直肠癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，其死亡率主要归因于肝转移。尽管中性粒细胞在肿瘤转移中的作用逐渐被认识，但肠道菌群如何调控中性粒细胞介导的转移过程仍不明确。尤其值得关注的是，中性粒细胞胞外诱捕网（NETs）——这种由中性粒细胞释放的DNA-蛋白复合物，在肿瘤转移微环境中扮演着双重角色：既参与病原体清除，又可能促进肿瘤进展。然而，特定肠道菌群能否诱导NETs形成，并通过表观遗传机制影响肿瘤转移，仍是领域内亟待解决的科学问题。
针对这一空白，研究团队在《Nature Communications》发表的研究工作，通过创新性的多组学方法，系统揭示了大肠杆菌（E. coli）通过调控增强子-启动子环（EPLs）表观遗传机制促进结直肠癌肝转移（CRCLM）的新通路。该研究不仅阐明了菌群-免疫-肿瘤三方互作的分子细节，更为靶向EPLs的肿瘤治疗策略提供了理论依据。
研究人员主要采用四种关键技术方法：首先利用2bRAD-M简化宏基因组测序技术对临床结直肠癌组织进行菌群分析；其次通过染色质免疫共沉淀（ChIP）和染色质构象捕获（3C）技术研究染色质空间构象；同时采用质谱分析鉴定蛋白相互作用；此外还构建了中性粒细胞特异性基因敲除小鼠模型进行功能验证。
研究结果
E. coli在肝转移结直肠癌组织中富集并与NETs形成相关
通过2bRAD-M测序技术对临床样本进行分析，发现肝转移（LM）结直肠癌组织中大肠杆菌显著富集。免疫荧光染色显示，E. coli富集区域伴随大量NETs标志物（瓜氨酸化组蛋白H3和髓过氧化物酶）沉积，提示E. coli感染与NETs形成存在空间相关性。
E. coli通过RIPK2-HNRNPK轴激活Atf3/Relb转录
体内外实验证实，E. coli感染通过模式识别受体NOD2激活RIPK2激酶。Co-IP和ChIP实验显示，活化的RIPK2促进RNA结合蛋白HNRNPK与Atf3和Relb基因启动子区域结合，显著提升这两个转录因子的mRNA和蛋白表达水平。
Atf3/Relb-Ncf4轴驱动p-MLKL介导的NETs形成
RNA测序和染色质可及性分析发现，Atf3/Relb二聚体直接结合Ncf4启动子区域。在E. coli刺激下，Ncf4表达上调进而激活MLKL磷酸化（p-MLKL），触发中性粒细胞质膜破裂和NETs释放。中性粒细胞特异性Ncf4敲除小鼠模型证实该通路对NETs形成至关重要。
NETs通过TRPC1-NFATC3通路促进STAT3/S100A8/9三聚体组装
转录组学分析显示，NETs处理后的结直肠癌细胞中TRPC1表达显著升高。钙成像技术证实TRPC1通道激活引起钙内流，促进转录因子NFATC3核转位。Co-IP实验发现NFATC3诱导STAT3与S100A8/S100A9形成异源三聚体，该三聚体通过钙依赖方式维持稳定性。
STAT3/S100A8/9三聚体稳定增强子-启动子环驱动Tns1转录
通过3C染色质构象捕获技术，研究发现STAT3/S100A8/9三聚体通过桥接增强子和启动子区域，稳定STAT3相关的染色质环（EPLs）。ChIP-qPCR证实该三聚体在Tns1基因座富集，显著增强Tns1转录活性。体内实验表明Tns1敲除可有效抑制E. coli促进的肝转移过程。
研究结论与讨论
本研究首次揭示E. coli通过"菌群-中性粒细胞-肿瘤细胞"级联反应促进结直肠癌转移的完整机制。具体而言，E. coli激活RIPK2-HNRNPK-Atf3/Relb信号轴，通过Ncf4-p-MLKL途径诱导NETs释放；NETs进而激活肿瘤细胞TRPC1-NFATC3-Ca2+通路，促进STAT3/S100A8/9三聚体组装；该三聚体通过稳定STAT3增强子-启动子环（EPLs）这一表观遗传机制，持续激活促转移基因Tns1的转录。该发现不仅阐明菌群调控肿瘤表观遗传的新模式，更提示靶向EPLs可能成为抑制肿瘤转移的新策略。值得注意的是，STAT3/S100A8/9三聚体作为连接钙信号与染色质构象的关键分子枢纽，为理解肿瘤微环境中信号整合提供了新视角。未来针对该三聚体界面或相关EPLs的特异性干预，可能为晚期结直肠癌治疗开辟新的途径。
