CSHL 讲座:David Tuveson 解析胰腺癌类器官与微环境生物学
CSHL Keynote, Dr. David Tuveson, CSHL
CSHL Leading Strand 讲座中,胰腺癌模型权威 David Tuveson 阐述致癌突变如何驱动表观基因组与微环境重塑,包括非典型 WNT7 激活成纤维细胞产生基质、RAS 膜定位对法尼基化等代谢通路的依赖。Tuveson 团队还展示了利用类器官与单细胞系统生物学鉴定新靶点的工作流程,并在 AlphaFold 之前就借助 cryo-EM 结构设计出一代拮抗剂化合物。
CSHL 邀请 David Tuveson(Cold Spring Harbor,胰腺癌模型权威)讲胰腺癌生物学:致癌突变如何驱动表观 / 微环境改变、非典型 WNT7 激活成纤维细胞产生基质、RAS 膜定位的代谢依赖,以及用类器官与系统生物学找新靶点。
- 癌症发生框架:突变发生 → 细胞改变 → 表观基因组改变 → 免疫系统最终失效 → 癌长出。
- 新靶点:鉴定出一个对胰腺癌生物学重要的新靶点,用遗传学证明其在代谢 / 线粒体生物学中的作用;在 AlphaFold 之前就靠"批判性思考 + cryo-EM 结构"设计出一代拮抗剂化合物。
- 微环境核心:随癌演进,细胞高水平表达非典型 WNT7(W7),触发成纤维细胞(myofibroblast)超活化、产生胶原等基质——靶基因是基质 / 胶原;靶向这些细胞常出现"瘢痕样"反应,提示是有效靶点的标志。
- RAS 代谢依赖:RAS 需某 20 碳亚基(法尼基化)转运到质膜才能"安家"启动整套有丝分裂程序;该通路也涉及血红素(cytochrome C 氧化酶)与糖基化(dolichol)。
- 系统生物学 + 类器官:用约 8 年前的单细胞数据把成纤维细胞分成炎症 / 抗原呈递 / 肌成纤维三类;在小鼠中建类器官、用代谢物(auxin 等)做体内扰动验证。
胰腺导管腺癌以诊断晚、化疗耐药著称,这促使研究者把目光从肿瘤细胞本身扩展到微环境:肿瘤细胞的分子改变与微环境的细胞改变共同塑造疾病,也带来靶向治疗的机会 [1]。其最突出的结构特征是促纤维增生的基质——维生素 D 受体配体可将活化的胰腺星状细胞“拉回”静息态、重塑基质并增进化疗反应 [2];抑制肿瘤细胞中过度活化的 FAK 则能减少纤维化与免疫抑制浸润,使小鼠肿瘤对检查点免疫治疗产生响应 [3]。与此同时,肿瘤内在的突变与表观失调还能重塑癌相关成纤维细胞(CAF)的异质性 [4],抑制突变 KRAS 等代谢干预亦可改变免疫微环境 [5]。但致癌突变究竟经由哪些具体信号驱动基质与代谢改变、又如何据此找到可药的新靶点,一直是瓶颈。
在这场 CSHL Leading Strand 系列的 54 分钟讲座中,冷泉港胰腺癌模型权威 David Tuveson 给出癌变框架:突变发生、细胞改变、表观基因组改变、免疫系统最终失效,肿瘤随之长成。微环境方面,随肿瘤演进,细胞高水平表达非典型 WNT7(W7),触发成纤维细胞(myofibroblast)超活化并产生胶原等基质,靶基因即基质/胶原;靶向这些细胞时常出现“瘢痕样”反应,被视为有效靶点的标志。代谢方面,RAS 需借助一个 20 碳亚基(法尼基化)转运到质膜才能“安家”并启动整套有丝分裂程序,该通路还涉及血红素(细胞色素 C 氧化酶)与糖基化(dolichol)。讲座还披露了一个对胰腺癌生物学重要的新靶点:经遗传学证明其参与代谢/线粒体生物学,并在 AlphaFold 之前靠批判性思考加冷冻电镜结构设计出一代拮抗剂化合物。方法学上,团队利用约 8 年前的单细胞数据把成纤维细胞分为炎症、抗原呈递、肌成纤维三类,并在小鼠中建立类器官、用生长素(auxin)等代谢物做体内扰动验证。
相对已有认识,这场讲座把“肿瘤内在改变塑造 CAF”的观念 [4] 落到了一个具体信号上——WNT7 由肿瘤侧高表达并驱动基质产生;也把重编程或抑制基质的既有策略 [2,3] 往前推了一步,提出“瘢痕样反应”可作为靶点有效性的读出;RAS 膜定位对法尼基化 20 碳亚基及血红素、dolichol 通路的依赖,则与 KRAS-代谢-微环境的既有线索 [5] 相呼应,三类成纤维细胞的划分加上类器官与体内扰动体系,为解析这些细胞状态提供了可控工具。
当然,作为一场综述性报告,其内容多停留在机制与模型层面:一代拮抗剂化合物距离临床验证尚远,WNT7-基质轴在患者中的治疗价值、RAS 膜定位代谢依赖的可药窗口,以及“瘢痕样反应”能否成为人体中的疗效标志,都仍是未解之问。
- 1.Pancreatic Cancer: Pathogenesis, Screening, Diagnosis, and Treatment · Gastroenterology 2022
- 2.Vitamin D receptor-mediated stromal reprogramming suppresses pancreatitis and enhances pancreatic cancer therapy · Cell 2014
- 3.Targeting focal adhesion kinase renders pancreatic cancers responsive to checkpoint immunotherapy · Nat Med 2016
- 4.Tumor cell-intrinsic epigenetic dysregulation shapes cancer-associated fibroblasts heterogeneity to metabolically support pancreatic cancer · Cancer Cell 2024
- 5.Elevated protein lactylation promotes immunosuppressive microenvironment and therapeutic resistance in pancreatic ductal adenocarcinoma · J Clin Invest 2025
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