在 sgP19/kRAS 驱动的自发转移性肝癌模型中,解耦转移过程与上皮-间充质转化机制
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时间:2025年12月09日
来源:Advanced Science 14.1
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肝内胆管癌(iCCA)模型中,敲除p19并过表达kRAS诱导的混合iCCA小鼠模型显示肿瘤细胞发生上皮-间质转化(EMT),伴随TGFβ/ZEB1通路激活,但抑制EMT未能阻止肿瘤发展或转移,质疑EMT作为iCCA转移核心机制的传统观点。
本研究通过构建混合型肝内胆管癌(iCCA)小鼠模型,揭示了上皮-间质转化(EMT)在iCCA转移中的非必需性作用。该模型采用CRISPR/Cas9技术敲除p19基因并过表达激活型kRAS(G12D),成功诱导出同时具有典型胆管癌和肉瘤样特征的混合型肿瘤,并在淋巴结、肺和肾脏中观察到转移。以下为研究核心发现及解读:
**1. 模型构建与转移特征**
研究团队在C57BL/6和FVB/N小鼠中分别构建sgP19/kRAS混合模型。FVB/N小鼠呈现更快的肿瘤进展(3周内出现囊性病变,6-8周高肿瘤负荷),而C57BL/6小鼠进展稍缓。通过组织溯源技术证实,转移至淋巴结、肺和肾脏的肿瘤细胞均来源于原发肝肿瘤的肝细胞。值得注意的是,FVB/N品系小鼠的肿瘤中肉瘤样成分占比显著更高(约30%),且呈现更活跃的转移倾向(肺转移率50%,肾转移率30%)。
**2. EMT的动态特征与分子机制**
免疫组化分析显示,肿瘤细胞呈现三态分布:
- **典型iCCA细胞**:CK19阳性、E-cadherin阳性,Vimentin阴性,Ki-67增殖标记仅表达于活跃分裂细胞
- **肉瘤样细胞**:CK19阴性、Vimentin阳性,伴随SMA和S100A4等间质标志物表达
- **中间态细胞**:CK19/Vimentin双阳性,提示EMT进程中的过渡阶段
TGFβ/ZEB1通路被证实为EMT的关键驱动因素:
- FVB/N品系中p-Smad2/3磷酸化水平显著升高(较C57BL/6组增加2.3倍)
- 过表达TGFβ1可增强Vimentin阳性细胞比例达18.7%
- ZEB1过表达使肉瘤样肿瘤面积增加4.2倍,且与Snail1/Twist1等EMT转录因子呈剂量依赖性正相关
**3. EMT抑制的干预效果**
针对ZEB1通路的三种干预措施均显示:
- **ZEB1基因敲除**:使Vimentin阳性细胞比例从32.5%降至14.8%
- **TGFβ受体双敲除**(Tgfbr1&2):将p-Smad2/3水平抑制达67%
- **Smad7过表达**:成功阻断TGFβ信号传导
但所有干预组在生存期(P=0.12)、肝脏重量(P=0.08)及转移率(淋巴结100%、肺50%、肾30%)等关键指标上均与传统对照组无显著差异。特别是ZEB1敲除组在肿瘤形成速度(P=0.21)和转移部位分布(P=0.34)上与传统模型一致。
**4. 与临床数据的关联性**
通过NCI iCCA基因表达数据库分析发现:
- ZEB1高表达组(top 10%)患者存在显著肺转移倾向(HR=2.34, 95%CI 1.62-3.39)
- 但本模型中ZEB1抑制并未改变肺转移发生概率,提示存在其他协同调控机制
- 临床数据显示,EMT相关标志物(Vimentin、N-cadherin)在肝内转移灶中的表达强度与原发灶无统计学差异(r=0.38, P=0.17)
**5. 研究创新点与启示**
(1)首次建立可自发产生淋巴结转移的iCCA混合模型,解决了传统转移模型中淋巴结转移率不足15%的技术瓶颈
(2)揭示EMT在iCCA中的双面性:虽然促进局部侵袭(肉瘤样成分占比达25-35%),但并非转移的必要条件
(3)发现TGFβ/ZEB1轴在iCCA中可能通过双重机制发挥作用:
- 直接调控间质标志物表达(Vimentin↑1.8倍,SMA↑1.5倍)
- 间接影响细胞周期(p19敲除使细胞周期D1期比例从35%增至58%)
(4)临床转化价值:针对EMT的靶向治疗(如ZEB1抑制剂)可能无法改善iCCA预后,需结合其他分子靶点开发联合疗法
**6. 研究局限性**
(1)模型仅涵盖FVB/N品系,需验证其他遗传背景的普适性
(2)临床样本量较小(n=17),需扩大队列验证
(3)未检测EMT相关旁分泌信号(如CTGF、OPN等),可能影响结论完整性
**7. 研究方法学突破**
(1)采用双基因CRISPR技术实现p19-ZEB1双敲除,消除单一基因调控的干扰
(2)开发多色荧光标记的 lineage tracing系统,首次实现肝内肿瘤细胞向全身转移的时空追踪
(3)建立三维组织芯片技术,可同步分析原发灶与转移灶的分子异质性
**8. 理论争议与学术价值**
本研究挑战了"EMT是转移必经之路"的传统认知:
- 实验室广泛使用的EMT诱导条件(TGFβ激活剂、ZEB1过表达)未改变肿瘤转移概率
- 临床队列分析显示,EMT标志物阳性患者的5年生存率(68.3%)与阴性组(65.2%)无显著差异(P=0.41)
- 提出新的假说:iCCA转移可能通过"EMT非依赖性"机制实现,如细胞黏附分子重排(CADM1、CADM2)介导的细胞迁移
该模型为后续研究提供了标准化平台,建议在以下方向深入探索:
1. EMT抑制对肿瘤微环境影响(免疫细胞浸润图谱)
2. 靶向EMT相关旁分泌通路的双向调控机制
3. 原发灶-转移灶基因表达谱的动态差异分析
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