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bioRxiv Cancer Biology· Wang, T., Hernandez-Rodriguez, B., Seneviratne, J. A., Eckersley-Maslin, M. A. ·· 15 hours ago评分49

早期胚胎程序在癌症中的广泛表达对生存的影响呈阶段依赖性

Pervasive expression of early embryonic programs in cancer has stage-dependent survival impact

In brief

利用 EmbryoRadar(一套植入前各阶段机器学习分类器)系统分析大型癌症队列发现,人类肿瘤广泛表达早期胚胎基因程序,且所相似阶段不同对生存影响相反。与受精卵和 2 细胞期胚胎阶段的转录相似性独立预测更佳总生存;而滋养外胚层相关程序在乳腺癌和黑色素瘤中与更差生存相关,机制涉及 MYBL2 驱动的细胞周期进程。

Deep dive

胚胎与干细胞程序被癌细胞劫持,是肿瘤生物学里延续十余年的老命题。经典研究显示,分化差的人类肿瘤偏好过表达胚胎干细胞富集基因,该ES样特征与高级别、ER阴性乳腺癌及不良预后相关 [1];机制上,低氧经HIF可在11个癌细胞系中诱导出包含OCT4、NANOG、SOX2等的hESC样程序 [2];表观层面则涉及Polycomb标记基因的DNA高甲基化 [3]、G9a维持的胚胎样程序与肿瘤起始能力 [5],以及经下调Nanog耗竭ES特征 [6]。这类干性指标跨实体与血液肿瘤保守,还可作为肿瘤分级的替代物 [4]。不过,这些工作大多把“胚胎/干细胞样”当作笼统标签,且几乎一律与侵袭性挂钩;着床前发育最早期——从合子、2细胞期到滋养外胚层——的阶段性程序在肿瘤中分布多广、有何意义,此前并不清楚。

新研究用EmbryoRadar正面回答了这个问题。这是一套区分着床前各发育阶段的机器学习分类器,应用于大型癌症队列后发现,早期胚胎基因表达程序在人类肿瘤中普遍存在;与特定着床前阶段的转录相似性还可独立预测总生存,预测力超出年龄、性别、突变状态和分子亚型等既定临床协变量。方向令人意外:与合子及2细胞期的相似性对应更好的总生存,且在肾癌中这一保护性特征并非出自肿瘤细胞,而是来自对肿瘤作出反应的基质与免疫细胞群;相反,由肿瘤细胞表达的滋养外胚层相关程序在乳腺癌和黑色素瘤中预示更差的总生存,并与MYBL2驱动的细胞周期进程、氧化磷酸化和生物合成通路相耦联。整合癌细胞系依赖性数据后,作者将MYBL2和FOXM1锁定为滋养外胚层高相似性肿瘤中特异的治疗脆弱点。

相对既有认识,这项工作把胚胎模拟从笼统的干性标签细化为有阶段结构的图谱:既往ES样/干性特征基本都指向低分化和较差预后 [1][4],而这里同一类胚胎模拟因阶段不同而预后方向相反,且预后信号既可来自肿瘤细胞,也可来自微环境。同时锁定MYBL2与FOXM1两个依赖点也并非巧合式并列,既往研究已报道FOXM1与G2/M期启动子的结合依赖于MYBL2,两蛋白之间存在紧密的相互作用[7]。

需要留意的是,这仍是bioRxiv上的预印本,尚未经同行评审;生存结论来自回顾性队列,依赖性证据来自细胞系,能否转化为患者中的治疗获益仍待检验;合子/2细胞样保护性特征在肾癌之外由何种细胞与机制贡献,也是悬而未决的问题。

Source: bioRxiv Cancer Biology · biorxiv.org

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