揭示微卫星稳定的 BRAF 突变结直肠癌中代谢与表观遗传的神秘关联

　　

在癌症的复杂世界里，结直肠癌（colorectal cancer，CRC）一直是医学研究的重点对象。其中，BRAF 基因的致癌突变影响着 10 - 15% 的结直肠癌患者。当 BRAF 基因发生 V600E 突变时，就像按下了细胞生长的 “快进键”，激活了 MAPK/ERK 信号通路，使得癌细胞疯狂增殖、顽强存活。

在结直肠癌的众多类型中，携带 BRAF 突变的肿瘤常常表现出微卫星不稳定（microsatellite instability，MSI）和高 DNA 甲基化的特征。然而，BRAF 突变与高甲基化之间究竟是如何 “勾结” 的，这一机制充满争议，迷雾重重。尤其是在微卫星稳定（microsatellite stable，MSS）的肿瘤中，患者的生存状况往往较差，因此解开这一谜团变得尤为迫切。

为了攻克这一难题，来自芬兰赫尔辛基大学等多个研究机构的研究人员携手展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Oncogene》杂志上，为我们理解结直肠癌的发病机制带来了新曙光。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：

• 样本采集：从芬兰 9 家治疗结直肠癌的医院前瞻性收集样本，涵盖多种数据类型，且均获得患者知情同意，样本处理严格遵循相关伦理规范。

• 代谢组学分析：对 24 例 MSS BRAF V600E 突变和 24 例 MSS 非突变肿瘤的新鲜冷冻组织样本进行全球代谢组学分析，利用多个平台检测代谢物，通过统计分析找出差异代谢物。

• 多组学测序：进行全基因组测序（Whole Genome Sequencing，WGS）、全基因组亚硫酸氢盐测序（Whole Genome Bisulfite Sequencing，WGBS）和 RNA 测序（RNA-sequencing），并对相应数据进行分析，确定体细胞变异、BRAF 突变状态、CpG 岛甲基化表型（CpG island methylator phenotype，CIMP）以及差异表达基因等。

研究结果如下：

• 代谢组学分析：发现 MSS BRAF V600E 突变结直肠癌肿瘤组织中维生素 C 及其代谢物水平显著降低。同时，核苷酸分解代谢、维生素等物质的运输活动减弱，部分嘌呤代谢物、烟酰胺水平下降，而烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（Nicotinamide Adenine Dinucleotide，NAD⁺）、尿酸分解产物尿囊素水平升高。

• 基因表达分析：在 iCAN 项目中对 6 例 MSS BRAF V600E 突变和 132 例 MSS 非突变肿瘤进行差异表达分析，发现 958 个差异表达基因。其中，维生素 C 转运基因 SLC23A1 表达下调，且其表达与 DNA 甲基化水平呈负相关；同时，胃癌干性标记基因 AQP5 显著上调，维生素 C 的抗氧化作用通路活性显著降低。

• DNA 甲基化分析：通过 WGBS 分析发现，BRAF V600E 突变肿瘤在特定染色质区域，如 Flanking Bivalent 转录起始位点（TssBiv）/ 增强子标记（BivFlnk）染色质、H3K4me3 标记染色质以及变体组蛋白 H2A.Z 结合染色质上，甲基化水平升高。在转录因子结合位点分析中，BRAF 突变与 GLIS1、CTCF 等转录因子结合位点的高甲基化相关，而 MAFG 结合位点未显示高甲基化。此外，MSS BRAF V600E 突变肿瘤与非突变肿瘤相比，存在大量高甲基化的差异甲基化位点（Differentially Methylated Loci，DML），且高甲基化的 DML 在神经元系统基因启动子区域显著富集。

研究结论和讨论部分表明，该研究揭示了 MSS BRAF V600E 突变结直肠癌中，维生素 C 水平降低可能是导致高甲基化的重要因素。维生素 C 作为 TET DNA 去甲基化酶的重要辅助因子，其水平降低会减少 TET 酶活性，进而使 DNA 甲基化水平升高。同时，研究还发现了一些新的与高甲基化相关的转录因子结合位点，提示可能存在其他未知的机制参与其中。此外，AQP5 基因的高表达和启动子低甲基化表明其在 BRAF V600E 突变肿瘤中可能具有重要作用，或许参与了肿瘤的发生发展过程。不过，该研究也存在一定局限性，样本量较小限制了对一些临床因素的分析，且数据层之间重叠较少。但总体而言，这项研究为深入理解 BRAF 突变结直肠癌的发病机制提供了新的方向，为后续探索维生素 C 在肿瘤发生中的作用以及开发新的治疗策略奠定了坚实基础。