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原文
bioRxiv 预印本· Mustofa, M. K., Aguilar, M., Zhang, H., Sarkar, D., Roy, S., Alam, M., Basher, M., Sahoo, S., Akbay, E. A., Castrillon, D. H., Zaki, H. ·· 1 天前评分56

炎症是 POLE 驱动超突变结直肠癌的关键触发因素

Inflammation is an essential trigger for POLE-driven ultramutated colorectal cancer

导读

研究者利用条件性小鼠模型在肠上皮细胞中表达 PoleP286R 校对域驱动突变,发现该突变单独仅以不完全外显引发小肠腺癌,而不形成结直肠癌;DSS 诱导的结肠炎可将表型推向高频率结直肠腺癌,是触发 POLE 驱动超突变结直肠癌的关键因素。

深度解读

POLE催化亚基校对域的致病性变异是结直肠癌"超突变"亚型的核心驱动因素。临床上,体细胞POLE校对域突变见于约1.0%(66/6517)的结直肠癌,且与错配修复缺陷互斥 [3];生殖系POLE/POLD1校对域变异则定义了"聚合酶校对相关息肉病"(PPAP),携带者对结直肠腺瘤和癌高度易感,约占家族性癌症的0.1–0.4% [2][5][6]。这类突变带来的超高肿瘤突变负荷、特征性三核苷酸印记和增强的抗肿瘤免疫反应,是POLE突变型肿瘤预后相对较好、并对免疫治疗有潜在反应的重要生物学基础 [1][4]。在动物模型层面,PoleP286R基因工程小鼠此前已被报道能够再现人类POLE驱动肿瘤的超高突变负荷表型 [A],并在子宫内膜癌背景下得到进一步表征 [B]。然而,POLE校对缺陷究竟如何在肠道上皮中转化为结直肠癌的起始事件,相关功能学证据一直缺失。

本研究构建了在肠上皮细胞中条件性表达PoleP286R的小鼠模型。作者发现,单纯携带该突变的小鼠仅以不完全外显率和极长潜伏期在小肠发生侵袭性腺癌,并不自发形成结直肠肿瘤;而给予DSS诱导结肠炎后,肿瘤表型发生显著转变,呈现高频的结直肠腺癌。分子和组织学分析显示,处理后突变小鼠结肠中Wnt/β-catenin、NF-κB、ERK和STAT3等多条信号通路显著活化,肠上皮细胞增殖明显增强。全基因组测序证实这些肿瘤携带超过100个突变/Mb的超高突变负荷和特征性三核苷酸印记,与人类POLE突变型肿瘤高度一致,并反复检出Apc和Ctnnb1等Wnt通路关键基因的突变;源自突变小鼠的肠类器官也表现加速生长和促增殖基因表达上调。

这项工作的核心推进是,把炎症从POLE突变型结直肠癌的伴随现象重新定位为不可或缺的关键触发因素,提示在POLE校对功能丧失的背景下,炎症微环境是释放其致癌潜能的必要条件;这一观点与近期DSS诱导短暂炎症可加速APC突变小鼠结直肠癌发生的观察相一致 [D]。作者所建立的条件性PoleP286R小鼠模型,为在体内研究POLE驱动超突变结直肠癌的分子发病机制和开展治疗药物筛选,提供了机制上较为忠实的临床前平台。仍待回答的问题包括:该模型所观察到的通路活化与人类POLE突变型结直肠癌治疗反应之间的对应关系,以及炎症触发POLE致癌的具体免疫—上皮互作机制,这些都需要后续工作进一步阐明。

来源:bioRxiv 预印本

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