肾透明细胞癌及泛癌分析显示 Y 染色体丢失在转录层面基本沉默
Loss of the Y chromosome is transcriptionally silent in clear cell renal cell carcinoma and across cancer entities
本研究在 TCGA-KIRC、CPTAC-ccRCC 两组人 ccRCC 队列、肾上皮特异性敲除 Vhl、Trp53 和 Rb1 的小鼠模型,以及 786-O 同基因 Y 缺失与 Y 保留克隆中。
男性肿瘤中常见Y染色体的丢失(LOY),在某些肿瘤类型中它还提示预后不良,但这一现象究竟是驱动因素还是伴随事件,一直缺少直接证据。透明细胞肾细胞癌(ccRCC)男性发病占优且LOY频率很高,而该肿瘤的分子图景已相当清晰:VHL介导的氧感应通路失活是核心事件[1][3],除突变与等位缺失外,CpG岛高甲基化也能沉默VHL[4],PBRM1等染色质调控基因的改变则会影响肿瘤细胞的转录输出[2]。人群层面,血液中的LOY与全因死亡及非血液肿瘤死亡风险升高相关[5],LOY的遗传易感位点又富集于细胞周期调控与肿瘤易感基因[6]。不过,LOY在肿瘤细胞内部究竟对转录组造成什么影响,此前始终没有被正面检验。
这项研究用三套体系回答了这一问题。作者在两个人群队列(TCGA-KIRC和CPTAC-ccRCC)中判定肿瘤的体细胞Y染色体状态并进行RNA测序差异表达分析,同时在肾上皮特异性敲除Vhl、Trp53和Rb1的原位小鼠ccRCC模型中平行验证,还构建了人ccRCC细胞系786-O的五个Y缺失同源克隆和五个保留Y染色体的同源克隆。三种情形下的结论一致:转录变化基本限于男性特异性Y(MSY)基因和假常染色体区(PAR)基因随剂量消长的预期改变,自体染色体基因没有出现大幅波动。在通路水平,两个人群队列中可重复地检出温和信号,汇聚于细胞周期、核糖体生物合成与DNA修复相关基因。跨TCA癌种的荟萃分析再现了同一模式,没有任何自体基因表现出大而一致的改变;在部分癌种(ccRCC除外)中,LOY肿瘤的癌/睾丸抗原表达更高。
与携带LOY的白细胞存在自体基因表达失调的证据[6]形成对照,这项工作表明,除直接的基因剂量效应、温和的通路偏移和癌/睾丸抗原沉默状态的改变外,LOY在成体人和小鼠中几乎是转录沉默的。考虑到ccRCC转录组的主要塑造力量早已被归于VHL等经典遗传事件[1][3],这一结果进一步提示Y染色体基因不太可能充当ccRCC及其他癌种的转录驱动因子;LOY与不良预后之间的关联,恐怕需要在转录层面之外寻找解释。
当然,该结论限于成体人和小鼠,且通路层面的效应本身温和:LOY为何在某些癌种中预示较差结局、不同癌种间癌/睾丸抗原调控差异的机制何在,以及LOY是否通过非转录途径发挥作用,都仍是悬而未决的问题。
- 1.Comprehensive molecular characterization of clear cell renal cell carcinoma · Nature 2013
- 2.Genomic correlates of response to immune checkpoint therapies in clear cell renal cell carcinoma · Science 2018
- 3.Integrated molecular analysis of clear-cell renal cell carcinoma · Nat Genet 2013
- 4.Silencing of the VHL tumor-suppressor gene by DNA methylation in renal carcinoma · Proc Natl Acad Sci U S A 1994
- 5.Mosaic loss of chromosome Y in peripheral blood is associated with shorter survival and higher risk of cancer · Nat Genet 2014
- 6.Genetic predisposition to mosaic Y chromosome loss in blood · Nature 2019
来源:bioRxiv Cancer Biology · biorxiv.org