Adv Sci | 钟茜/陈崇合作构建了原发原位鼻咽癌小鼠动物模型揭示鼻咽癌发生机制

2024-8-6

鼻咽癌是一种在东南亚和中国广东地区高发的一种恶性肿瘤，又被称为“广东癌”。近年来，大量的基因组研究有效帮助揭示鼻咽癌发生潜在的分子机制。鼻咽癌发生和Epstein-Barr (EB) 病毒感染密切相关，然而，部分鼻咽癌患者血浆EBV-DNA以及组织EBER染色都呈现阴性，驱动EB病毒阴性鼻咽癌发生的分子机制尚不清楚。为了探究影响鼻咽癌发生发展因素的潜在功能和机制，能够较好地反应疾病发生过程的动物模型必不可少。目前，鼻咽癌研究最常使用肿瘤细胞系或人源异种移植模型 (PDX) 。然而，这些模型都是已经转化的肿瘤细胞，不能重现鼻咽癌发生发展全过程，因而不能较好地反应鼻咽癌疾病进程。缺乏合适的鼻咽癌动物模型仍然是鼻咽癌研究面临的挑战之一。

2024年7月25日，中山大学肿瘤防治中心钟茜和四川大学华西医院陈崇团队合作在 advanced science 杂志在线发表题为 Primary and Orthotopic Murine Models of Nasopharyngeal Carcinoma Reveal Molecular Mechanisms Underlying its Malignant Progression 的研究论文。 这项工作综合比较并揭示了完整的鼻咽癌 (EB病毒阳性和阴性） 分子突变图谱，构建了原位原发小鼠鼻咽癌动物模型，为鼻咽癌研究和临床转化提供了一个有效的技术平台 。该研究利用EB病毒阳性和阴性的鼻咽癌病人样本WES数据，揭示EB病毒阳性和阴性鼻咽癌基因组突变的共性和差异性。进一步，基于基因编辑类器官的技术，构建了原位原发小鼠鼻咽癌动物模型，该模型能较好地反应临床鼻咽癌的病理，分子和生物学特征；利用原发原位小鼠鼻咽癌动物模型，探究了 TP53 ， CDKN2A ， TGFBR2 等高频突变基因和 EB病毒潜伏膜蛋白1 (LMP1) 在鼻咽癌进程中的功能。

该研究内容具体如下：

1）探究EB病毒阳性和阴性分子突变谱。研究人员收集和综合比较分析了来自鼻咽癌高发地区EB病毒阳性和EB病毒阴性的鼻咽癌WES数据，发现EB病毒阳性和EB病毒阴性鼻咽癌基因既具有相同的突变特征，又具有差异性。TP53, TGFB, NOTCH1和PI3K等信号通路异常共同地高频发生在EB病毒阳性和EB病毒阴性鼻咽癌。相较于EB病毒阳性鼻咽癌，EB病毒阴性鼻咽癌非同义突变率更高， TP53 基因突变率更高，而NK-κB通路相关基因突变率更低（包括 CYLD , TRAF3 和 NFKBIA 等）。

2) 构建原位原发小鼠鼻咽癌动物模型。研究人员分离正常小鼠鼻咽管组织并且消化培养成类器官，在小鼠鼻咽类器官中导入鼻咽癌相关突变 ( Trp53 -/-; Myc ; sg Cdkn2a ) ，然后将基因编辑后的类器官原位移植回小鼠鼻咽部，形成原位原发的小鼠鼻咽癌肿瘤。分析发现小鼠原发鼻咽癌肿瘤可以较好地反映临床鼻咽癌的病理、分子和生物学特征，利用该动物模型，发现 TP53 突变对于肿瘤起始非常重要， CDKN2A 突变促进细胞恶性转化。

3）LMP1促进鼻咽癌远端转移。鼻咽癌发生和EB病毒感染密切相关，然而EB病毒是一种人类特异性病毒，无法感染小鼠上皮细胞。大量证据表明LMP1是EB病毒一个重要的致瘤蛋白，研究人员于是将LMP1蛋白导入小鼠鼻咽类器官，达到部分模拟EB病毒在鼻咽癌起始和发展过程中的功能。他们发现LMP1虽然对肿瘤生长不产生明显影响，但显著促进鼻咽癌细胞发生远端肺转移。进一步探究发现LMP1可能通过促进肿瘤细胞发生上皮间质转化 (EMT) 促进转移。

4） TGFBR2 突变增强鼻咽癌恶性程度。 TGFBR2 突变在EB病毒阳性和EB病毒阴性鼻咽癌中高频发生， TGFBR2 表达量和患者预后明显正相关。因此，研究人员利用原发小鼠鼻咽癌模型探究 Tgfbr2 突变在肿瘤发生发展过程中的功能。他们发现 (1) Tgfbr2 突变显著促进肿瘤细胞增殖，缩短实验小鼠生存时间；(2) Tgfbr2 突变改变肿瘤细胞特征：肿瘤细胞拥有更高的细胞角蛋白和p40蛋白表达；(3) Tgfbr2 突变促进癌细胞发生远端转移；(4) Tgfbr2 突变改变肿瘤微环境，促进免疫逃逸：肿瘤微环境中成纤维细胞浸润程度显著增加，胶原蛋白积累， B细胞和T细胞浸润程度减少。

综上， 本研究绘制了EB病毒阳性和EB病毒阴性鼻咽癌突变图谱，构建了原位原发小鼠鼻咽癌动物模型，为鼻咽癌研究和临床转化提供一个有效的技术平台 。

四川大学生物治疗国家重点实验室博士研究生万旭东，彭译漫和王健博士，中山大学肿瘤防治中心博士研究生刘元涛和颜淑梅医生为本文共同第一作者。四川大学生物治疗国家重点实验室，四川大学华西医院刘玉教授和陈崇教授，中山大学肿瘤防治中心曾木圣教授和钟茜教授为本文的共同通讯作者。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/advs.202403161

制版人：十一

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