Staphylococcus enrichment in cutaneous melanoma
- 주제(키워드) Cutaneous melanoma , Microbiome , Staphylococcus , 16S rRNA sequencing , Tumor microenvironment
- 주제(DDC) 610
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 Jee Woong Choi
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 의학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000036274
- 본문언어 영어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
Cutaneous melanoma （CM） is an aggressive skin malignancy originating at the dermoepidermal junction. While the intratumoral microbiome is known to modulate cancer progression, most cutaneous microbiome research relies on non-invasive surface swabs, which fail to capture the deep dermal compartment where melanoma cells proliferate and initiate tissue invasion. To address this technical limitation, this study investigated the full- thickness cutaneous microbiome in 20 patients with CM using paired 4-mm punch biopsies collected from the center of the tumor lesion and adjacent normal skin during surgical excision. Bacterial community profiling was conducted via 16S rRNA gene sequencing targeting the V3–V4 hypervariable regions. The sequencing results demonstrated that global microbial diversity, including both alpha and beta diversity metrics, showed no statistically significant differences between the CM tissues and the adjacent normal skin. However, a highly specific taxonomic shift was observed at the genus level: Staphylococcus was significantly enriched in the melanoma tissues （mean relative abundance 24.3%） compared to the adjacent control samples （15.1%） （p = 0.003）. Furthermore, this localized enrichment of Staphylococcus was consistently observed across both acral and non-acral melanoma subtypes, as well as across various stages of tumor invasion. In conclusion, while the overall macroscopic ecological architecture of the surrounding skin microbiota remains highly stable, the focal enrichment of Staphylococcus suggests a distinct and potentially functional association with the melanoma microenvironment. These findings provide novel, culture-independent, genus-level insights into the intratumoral microbiome and suggest that specific bacterial taxa may be closely associated with melanoma pathogenesis. Keywords: Cutaneous melanoma, Microbiome, Staphylococcus, 16S rRNA sequencing, Tumor microenvironment
more초록/요약
피부 흑색종（Cutaneous melanoma, CM）은 진피표피 접합부에서 기원하는 공격적인 피부 악성 종양이다. 종양 내 마이크로바이옴이 암 진행을 조절하는 것으로 알려져 있으나, 대부분의 피부 마이크로바이옴 연구는 비침습적인 표면 면봉 채취법（swab）에 의존하고 있어 흑색종 세포가 증식하고 조직 침윤을 시작하는 깊은 진피층을 제대로 반영하지 못하는 한계가 있다. 이러한 기술적 한계를 극복하기 위해, 본 연구는 외과적 절제술 중 수집된 20명의 흑색종 환자를 대상으로 종양 병변 중심부와 인접한 정상 피부에서 한 쌍의 4-mm 펀치 생검（punch biopsy）을 시행하여 전층 피부 마이크로바이옴을 분석하였다. 세균 군집 프로파일링은 V3–V4 초가변 영역을 표적으로 하는 16S rRNA 유전자 시퀀싱을 통해 수행되었다. 시퀀싱 분석 결과, 알파 및 베타 다양성을 포함한 전반적인 미생물 다양성은 흑색종 조직과 인접 정상 피부 간에 통계적으로 유의미한 차이를 보이지 않았다. 그러나 속（genus） 수준에서 특이적인 분류학적 변화가 관찰되었는데, 흑색종 조직 내 Staphylococcus （포도상구균）의 평균 상대 풍부도가 24.3%로 인접 대조군（15.1%）에 비해 유의하게 풍부한 것으로 나타났다（p = 0.003）. 또한, 이러한 Staphylococcus의 국소적 농축 현상은 말단 흑색종（acral） 및 비말단 흑색종（non-acral） 아형 모두에서, 그리고 다양한 종양 침윤 단계에 걸쳐 일관되게 관찰되었다. 결론적으로, 주변 피부 마이크로바이옴의 전반적인 군집 구조는 안정적으로 유지됨에도 불구하고, Staphylococcus의 국소적인 우세가 발생한다는 것은 흑색종 미세환경과 마이크로바이옴 간의 뚜렷하고 잠재적으로 기능적인 연관성이 있음을 시사한다. 본 연구의 결과는 종양 내 마이크로바이옴에 대한 새롭고 고해상도의 통찰력을 제공하며, 특정 세균 분류군이 흑색종의 발병 기전과 밀접하게 연관되어 있을 가능성을 제시한다.
more목차
I. INTRODUCTION 1
II. MATERIALS AND METHODS 3
1. Study Participants and Sample Collection 3
2. DNA Extraction and 16S rRNA Sequencing 5
3. Bioinformatics and Statistical Analyses 5
III. RESULTS 7
1. Clinical and Demographic Characteristics 7
2. Global Microbial Diversity and Composition 9
3. Enrichment of Staphylococcus in Melanoma Tissue 13
4. Functional Analysis of the Melanoma Microbiome 16
IV. DISCUSSION 18
V. CONCLUSION 21
DATA AVAILABILITY STATEMENT. 22
REFERENCES 23
국문 초록 (Korean Abstract) 26
