顶刊分享--MYC ecDNA增强胰腺癌的瘤内异质性及可塑性

发布于:2025-08-18 ⋅ 阅读:(13) ⋅ 点赞:(0)
作者,Evil Genius
最近看到了各个公司还有很多业界人士开了培训班,其中以单细胞培训为最多,从基础的R语言到单细胞个性化都有,大家基础不太牢固的可以看看。
最近几天回老家了一趟,有白事,所以可能回复的慢了一点,希望学员和研究者谅解。
大家还记得培训高精度Xenium可以在一定程度上DIY么?DIY的部分不仅仅局限于基因,还有微生物、甚至ecDNA。
今天我们来分享顶刊文献,从目前看到的顶刊内容,多组学成了必备的了。

看题目就知道是多组学。
首先来看看MYC ecDNA:MYC基因的染色体外环状DNA(extrachromosomal DNA),是癌症中常见的致癌基因扩增形式(这个基本到了我的知识盲区了)。
什么是ecDNA?
ecDNA(extrachromosomal DNA,染色体外DNA) 是一种存在于染色体之外的环状DNA分子,在癌症中广泛存在,并被认为是肿瘤进化、异质性和耐药性的重要驱动因素。
关键特性:
结构:
  • 环状非染色体DNA,大小从几十万到数百万碱基对不等。
  • 可携带完整的基因(如致癌基因 MYC、EGFR 等)及其调控序列。
功能:
  • 高拷贝数扩增:ecDNA在细胞分裂时随机分配,导致同一肿瘤内不同细胞携带的致癌基因拷贝数差异极大(肿瘤异质性)。
  • 增强基因表达:ecDNA的开放染色质结构和特殊空间构象可显著提升致癌基因的表达水平(如MYC表达量可增加数百倍)。
  • 快速进化:ecDNA不遵循染色体DNA的严格复制规则,更容易积累突变,帮助肿瘤适应微环境或抵抗治疗。
与癌症的关系:
  • 常见于恶性实体瘤(如胶质母细胞瘤、胰腺癌、肺癌等)。
  • 与预后差、耐药性强、肿瘤复发高度相关。
ecDNA vs. 染色体DNA
特性 ecDNA 染色体DNA
形态 环状 线性
复制分配 随机分配,不均等 严格均等分配(有丝分裂)
基因表达水平 极高(因开放染色质) 受正常调控
在癌症中的作用 驱动异质性和耐药性 相对稳定
我们就来看看这篇文章吧。
致癌基因剂量变异是肿瘤进展和表型异质性的核心决定因素。局灶性致癌基因扩增与重排已被证实是剂量变异的基础,既可表现为连续基因组片段的线性扩增,也可形成染色体外DNA(ecDNA)。ecDNA缺乏着丝粒结构,因此在有丝分裂过程中呈现非均等分配。这种非孟德尔遗传模式使单个细胞能够响应特定微环境变化而累积大量携带致癌基因的ecDNA。当癌细胞脱离相应选择压力时,ecDNA也会快速耗竭。
GATA6、KRAS和MYC等基因的致癌性扩增可塑造PDAC的肿瘤表型,MYC活性升高通过驱动细胞增殖和肿瘤微环境重塑,促进PDAC的生物学侵袭性。MYC扩增在PDAC肝转移灶中特异性富集,并与基底样和鳞状亚型相关
结果1、ecDNA驱动的PDAC癌基因扩增
WGS(类器官数据)
这些PDOs在PDAC经典基因中呈现频繁拷贝数变异,包括CDKN2A、TP53和SMAD4的缺失,以及KRAS和MYC的扩增。
在PDOs队列中,CCND3和MYC为最常见扩增基因,而线性扩增子是最主要的AmpliconArchitect重构类型
重构高拷贝数扩增区域,将其分类为线性扩增、断裂-融合-桥接(BFB)、复杂扩增或ecDNA扩增子

结果2、MYC ecDNA驱动的瘤内异质性研究
比较染色体外(ecMYC)与染色体线性(icMYC)两种MYC扩增模式。
对PDOs来源的原发组织分析证实,ecDNA阳性肿瘤的MYC FISH信号存在显著细胞间差异(图2f),且蛋白表达水平更高。
ecDNA导致PDAC中显著的拷贝数与转录水平瘤内异质性;
转录输出与ecDNA拷贝数非线性相关;
ecDNA结构(即其调控元件组成)是调控基因表达的关键因素。

结果3、MYC驱动肿瘤适应WNT缺失微环境的研究
探究携带致癌基因的ecDNA如何响应微环境信号动态调控PDAC细胞适应性,聚焦于WNT信号缺失的压力模型。
既往研究表明,并非所有PDAC细胞都能耐受WNT缺失环境,而获得WNT非依赖性(WRi)与疾病进展相关。
由于MYC是经典WNT通路靶基因。
环境压力(WNT缺失)通过正向选择高MYC剂量细胞驱动适应性进化:
  • ecDNA+群体:依赖ecDNA的快速拷贝数扩增和结构优化(如调控元件剔除);
  • icMYC群体:通过染色体多体化等传统机制实现有限剂量提升;
  • 转录调控特异性:PVT1启动子等顺式元件的存在可缓冲ecDNA拷贝数对MYC表达的直接影响。

     

结果4、PDAC类器官中ecMYC的维持机制
ecDNA在PDAC类器官中呈现"双刃剑"特性:
适应性优势:环境压力(如WNT缺失)下,ecDNA通过快速增加MYC剂量促进生存;
维持代价:高ecDNA负荷导致DNA损伤应激(γH2AX↑)和增殖劣势,压力解除后群体趋向ecDNA低拷贝状态;
治疗启示:ecDNA依赖的转录脆弱性(如BRD4抑制敏感性)或成潜在靶点。

结果5、PDAC中ecDNA驱动MYC扩增的空间特征解析
Xenium + FISH
肿瘤微环境重塑
  • 免疫抑制:MYC高扩增区细胞毒性T细胞减少
  • CAF异质性:VR06的MYC扩增区富集CD90+肌成纤维CAF(CAF-2)
  • 细胞状态混合:单个腺体水平存在亚型混杂,仅VR06 ecDNA+区以基底样细胞为主
ecDNA驱动的MYC扩增在空间维度上:
  • 通过剂量效应局部抑制WNT依赖性表型(LGR5↓),促进自主生长;
  • 重塑免疫与基质微环境(如CAF-2富集),可能协同推动侵袭性进展;
  • 验证了类器官模型中"ecDNA→MYC↑→WRi"的转化路径

     

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