CDX2 下调调控 WNT 通路激活，驱动结直肠癌转移的新机制

《Oncogene》：CDX2 downregulation regulates intrinsic WNT pathway activation, dictating metastasis in APC and CTNNB1 wildtype colorectal cancer

为探究结直肠癌（CRC）转移的分子机制，研究人员以 KPN 小鼠模型为对象，对比其来源的类器官和肿瘤类器官，发现肿瘤类器官内源性 WNT 通路激活由 TNKS 和 CDX2 调控，且与转移相关。这为理解 CRC 转移提供新视角，有助于开发靶向疗法。

　　在全球范围内，结直肠癌（Colorectal cancer，CRC）是严重威胁人类健康的重大疾病，是癌症相关死亡的第二大原因 。对于转移性 CRC 患者，其死亡率极高，五年生存率不足 20%。由于肿瘤存在广泛的异质性，现有治疗方案的效果并不理想。为了更好地了解 CRC 的特征并提高治疗效果，研究人员根据基因表达谱将 CRC 分为四个共识分子亚型（Consensus Molecular Subtypes，CMS）。其中，CMS4 被认为是最具侵袭性的亚型，预后最差，极易发生转移。然而，目前对于 CMS4 肿瘤转移的分子机制仍未完全明晰。

为了深入探究这一机制，来自阿姆斯特丹大学医学中心（Amsterdam UMC）等多个研究机构的研究人员开展了相关研究。他们利用携带 Kras^G12D突变、Trp53 缺失和 Notch1 胞内结构域（ICD）过表达的 KPN 小鼠模型进行实验。该模型模拟人类 CMS4 肿瘤，肿瘤可自发转移，但肿瘤发展相对缓慢。研究结果表明，KPN 肿瘤类器官中存在内源性 WNT 信号通路激活，这一激活由 TNKS（Tankyrase）活性和 CDX2 下调驱动，且这种激活具有异质性。同时，研究还发现低 CDX2 表达与 APC/CTNNB1 野生型患者相关，并且在 CMS4 患者中更为常见，这类患者具有更高的转移倾向。该研究成果发表在《Oncogene》杂志上，为理解 CRC 转移机制和开发新的治疗策略提供了重要依据。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是构建小鼠模型和获取样本，通过特定的基因工程手段构建 KPN 小鼠模型，并从其体内获取肿瘤类器官和类器官样本；其次是测序技术，包括 DNA 测序、RNA 测序以及单细胞 RNA 测序，用于分析基因表达和突变情况；还有细胞实验技术，如转染、慢病毒转导等，以调控基因表达；最后利用多种检测技术，像免疫组化、RNA 原位杂交、蛋白质免疫印迹等，对相关蛋白和基因表达进行检测分析。此外，研究还使用了多个公开的人类数据集进行分析。

研究结果如下：

1. KPN 模型体外 WNT 通路活性：对比 KPN 肿瘤类器官和类器官，发现肿瘤类器官的基因表达谱显著不同，且在 WNT 信号通路相关基因上高度富集。通过免疫组化、RNAscope 以及 WNT 信号报告基因检测，证实肿瘤类器官中 WNT 通路活性更高。
2. WNT 信号的调控机制：研究发现 KPN 肿瘤类器官的 WNT 通路激活不依赖于配体 - 受体相互作用，而是依赖 TNKS 活性和 CDX2 表达。CDX2 下调会导致 WNT 通路活性增加，TNKS 抑制则会降低 WNT 通路活性。同时，KPN 肿瘤类器官存在细胞状态的异质性，包含高 WNT 活性和高 YAP 活性的细胞群体。
3. WNT 信号对转移潜能的影响：通过体内移植实验，发现 KPN 肿瘤类器官移植的小鼠肿瘤生长和转移能力更强，而 KPN 类器官移植的小鼠肿瘤生长和转移能力较弱。这表明 WNT 通路激活对于肿瘤的转移至关重要。
4. KPN 肿瘤类器官模型与人类 CMS4 肿瘤的相似性：通过分析人类 CRC 数据集，发现 KPN 肿瘤类器官模型中的特征，如 Apc/Ctnnb1 野生型状态、低 Cdx2 表达和转移的存在，在人类 CMS4 肿瘤中也有体现。并且，CDX2 低表达且 APC/CTNNB1 野生型的 CMS4 患者预后更差，转移发生率更高。

研究结论和讨论部分指出，在大多数 CRC 病例中，APC 和 CTNNB1 突变会导致经典 WNT 通路激活，但 CMS4 肿瘤中 APC 野生型更为常见，且其 WNT 通路活性部分受 CDX2 下调调控。KPN 肿瘤类器官的细胞状态异质性与转移潜能相关，这种异质性在 APC 和 β - catenin 野生型 CRC 中更为明显，对肿瘤细胞的状态转换和转移具有重要意义。此外，CDX2 表达水平与 CRC 患者预后相关，检测 CDX2 表达水平有助于预测患者的预后情况。同时，TNKS 抑制剂对特定 CRC 亚型可能具有治疗潜力。总之，该研究揭示了结直肠癌转移的新机制，为未来开发更有效的治疗策略提供了理论基础和潜在的治疗靶点，对改善 CRC 患者的预后具有重要意义。