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为解决食管鳞状细胞癌（ESCC）化疗耐药及复发问题，研究人员建立 ESCC 类器官（ESCCO）库开展相关研究。结果发现化疗耐药的 ESCCOs 抗氧化应激反应基因高表达，且 fedratinib 可有效诱导其死亡。该研究为 ESCC 治疗提供新方向。
在人体的消化系统中，食管扮演着食物运输的关键角色，可一旦食管发生癌变，尤其是食管鳞状细胞癌（Esophageal Squamous Cell Carcinoma，ESCC），情况就变得十分棘手。ESCC 是一种致死率极高的癌症，患者预后较差。即便采用化疗，也常常面临高复发率的困扰，这让临床治疗陷入困境。目前，针对 ESCC 化疗耐药的分子机制尚不明确，也缺乏有效手段消除耐药肿瘤克隆，这就迫切需要深入研究来打破这一僵局。
东京医科齿科大学（Tokyo Medical and Dental University）等机构的研究人员为此开展了一项重要研究，相关成果发表在《Communications Biology》上。这项研究意义重大，有望为 ESCC 的治疗开辟新的道路。
研究人员为开展此项研究，运用了多种关键技术方法。他们从 24 例 ESCC 患者获取组织样本，建立了 ESCCO 库。同时运用全外显子测序（Whole Exome Sequencing，WES）、转录组分析、单细胞 RNA 测序（Single - Cell RNA Sequencing，scRNA - seq）、染色质可及性分析（ATAC - seq）等技术，对 ESCCOs 的基因组、转录组、表观基因组特征进行深入探究，并进行药物敏感性测试和药物筛选实验。
下面来详细看看研究结果：
- ESCCO 库的建立：研究人员利用 40 例患者的原发性 ESCC 组织构建 ESCCO 库，优化培养条件后成功建立 24 条 ESCCO 系和 40 条食管正常上皮类器官（ENOs）系。ESCCOs 仅由肿瘤细胞构成，且其生长对培养成分的依赖各有不同。例如，部分 ESCCOs 在缺乏 Noggin 时生长受抑制，而另一些则影响较小。
- ESCCOs 的体内致瘤能力：将 ESCCOs 皮下移植到免疫缺陷小鼠体内，部分 ESCCOs 如 ESCCO9、ESCCO15 和 ESCCO17 能形成肿瘤，且肿瘤组织具有亲本 ESCC 的分层和角化特征，还能观察到人类 p53 蛋白的核积累，这表明 ESCCOs 在体内保留了致瘤能力。
- ESCCOs 的基因组和转录组特征：通过 WES 发现 ESCCOs 准确再现了 ESCC 患者遗传突变的多样性，多数常见体细胞突变在 ESCCOs 中得以保留。转录组分析显示，ESCCOs 和 ENOs 基因表达谱差异显著，ESCCOs 细胞周期相关生物过程更为活跃，分化程度低于 ENOs。
- ESCCOs 化疗耐药机制：测试各 ESCCO 系对顺铂（CDDP）和 5 - 氟尿嘧啶（5 - FU）联合化疗（CF）的敏感性，发现 ESCCOs 对化疗药物的敏感性差异很大，可分为化疗敏感组和耐药组。化疗耐药的 ESCCOs 中 NRF2 通路激活，IFN 信号通路受抑制。单细胞 RNA 测序表明，NRF2 靶基因表达细胞在耐药 ESCCOs 中广泛分布，且化疗耐药特征与细胞周期状态无关。
- 化疗耐药 ESCC 的表观基因组特征：对化疗耐药的 ESCCOs 进行 ATAC - seq 分析，发现其与化疗敏感的 ESCCOs 相比，有更多染色质区域的变化，NRF2、p53 和 AP1 结合基序显著富集，部分 NRF2 靶基因位点处于开放染色质状态。
- 化疗耐药 ESCC 生物标志物的鉴定：分析基因表达水平与 CDDP 剂量反应曲线下面积（AUC）的相关性，筛选出 117 个相关基因，其中 13 个为 NRF2 通路靶基因。通过 RNAscope 检测患者病理标本中这些基因的表达，证实其可作为预测化疗耐药 ESCC 的生物标志物。
- 利用 ESCCO 库筛选二线药物：测试 NRF2 能否作为清除化疗耐药 ESCC 细胞的分子靶点，结果显示抑制 NRF2 通路对部分化疗耐药 ESCCOs 的 CF 敏感性影响有限。通过对 27 种激酶抑制剂的筛选，发现 fedratinib 对化疗耐药 ESCCOs 的生长抑制效果优于 CF，且其作用不依赖于抑制 NRF2 通路。
在研究结论与讨论部分，研究人员建立的 ESCCOs 忠实再现了亲本 ESCC 的特征，包括致癌突变和体内致瘤性。研究发现化疗耐药的 ESCCOs 中 NRF2 靶基因的染色质可及性和表达增加，这可能是其化疗耐药的重要机制，但具体原因仍有待进一步研究。此外，研究人员还发现 fedratinib 等药物对化疗耐药 ESCCs 具有潜在治疗效果，为临床治疗提供了新的选择。同时，筛选出的 NRF2 靶基因可作为预测化疗耐药 ESCC 的生物标志物，有助于指导临床治疗决策。总体而言，该研究为理解 ESCC 化疗耐药机制提供了新视角，其建立的 ESCCO 库也为筛选治疗化疗耐药 ESCC 的新药提供了有力工具，对推动 ESCC 个性化治疗的发展具有重要意义。
