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胰腺导管腺癌表观遗传进化新发现:DNA甲基化异质性揭示肿瘤演进与临床预后新机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月07日 来源:Scientific Reports 3.9
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胰腺导管腺癌(PDAC)预后极差,其表观遗传异质性机制尚不明确。日本杏林大学团队通过高分辨率甲基化芯片分析44例肿瘤样本,首次揭示T1(近正常组织)和T2(低分化/鳞状特征)两种甲基化特征谱,发现T2型伴随转录调控基因低甲基化(FDR q<0.001)、MYC靶基因激活及更短无病生存期(p=0.04),为PDAC分子分型及表观遗传治疗提供新靶点。
胰腺导管腺癌(PDAC)被称为"癌王",五年生存率不足10%,80%患者确诊时已失去手术机会。这种恶性肿瘤不仅具有高度侵袭性,更令人困扰的是其显著的瘤内异质性——同一肿瘤内不同区域的细胞在形态、基因和表观遗传特征上存在巨大差异,这直接导致治疗抵抗和预后不良。尽管PDAC的基因突变谱已被广泛研究,但驱动其恶性演进的表观遗传机制,特别是DNA甲基化动态变化规律仍如"黑箱"。
日本杏林大学医学院病理学系的Keiichiro Kitahama团队联合美国纪念斯隆凯特琳癌症中心的研究人员,在《Scientific Reports》发表了一项突破性研究。他们采用多区域采样策略,结合高分辨率Infinium MethylationEPIC芯片和TCGA数据整合分析,首次绘制了PDAC甲基化异质性全景图谱。
研究团队从6例PDAC患者的44个肿瘤区域和5个正常组织中提取DNA,通过EPIC甲基化芯片检测27,454个启动子探针,采用多维标度(MDS)和层次聚类分析;利用Conumee包进行拷贝数变异(CNV)分析,并通过ChIP-Atlas筛选MYC靶基因;最后整合TCGA的RNA-seq数据开展基因集富集分析(GSEA)。
甲基化特征谱揭示临床关联
研究发现PDAC存在T1和T2两种甲基化特征:T1型与正常组织相似,多见于高分化腺癌;T2型则显著偏离正常模式,与低分化/鳞状分化相关(p<0.001)。TCGA验证显示T2型患者中位无病生存期仅12.8个月,显著短于T1型(p=0.04)。
表观遗传驱动恶性转化
差异甲基化区域(DMR)分析显示,T2型中转录调控基因(如RNA聚合酶II相关基因)呈现大规模低甲基化(FDR q=3.29×10-21)。GSEA揭示T2型显著激活DNA修复通路和MYC靶基因(FDR q<0.001),尽管MYC表达量未变,提示存在转录后调控机制。
进化树揭示肿瘤演进轨迹
通过构建甲基化系统进化树,发现Case 3等病例呈现明确"T1→T2"演进路径:早期T1样本(中度分化)仅含少量CNV,而进化至T2阶段时伴随CDKN2A缺失和KRAS扩增,形态学转为低分化鳞癌。相反,Case 5所有样本保持T1特征,基因组稳定且分化良好。
这项研究首次证实PDAC甲基化异质性具有明确的生物学基础和临床意义。T2特征作为独立预后因子,其关联的MYC通路激活和基因组不稳定性为开发DNMT(DNA甲基转移酶)抑制剂等表观遗传疗法指明方向。更关键的是,甲基化进化树与CNV事件的协同分析,为理解PDAC克隆演化提供了"表观遗传时钟"这一新维度。未来通过液体活检监测循环肿瘤DNA甲基化特征,有望实现PDAC的早期分型与动态疗效预测。



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