「鼎升生物」基于循环肿瘤细胞培养探索促进肾癌细胞转移和着床的潜在驱动基因突变

研究人员使用一款新型阳离子高分子生物材料作为生物支架进行了3D细胞培养，在国际上首次成功培养和扩增了转移性肾细胞癌（mRCC）患者的CTC，并将扩增的CTCs接种于裸鼠皮下，构建了CTC衍生异体移植肿瘤(CDX)模型，成功对培养的CTC和CDX模型及其匹配的原发RCC组织进行全外显子组测序(WES)，进而对促进RCC转移和植入的潜在分子驱动因素进行了一系列探索。

实验方法

研究分别采集15例确诊的mRCC患者肘部静脉外周血和3名健康受试者的15 ml血液，并对血样进行密度梯度离心、CTCs富集、添加生物合成支架和CTCs重悬浮等一系列处理后对CTCs进行扩增培养。

实验结果

图1

图2

统计上述特定突变基因在KEGG通路上的异同点发现，这些通路的个体差异也很显著。从KEGG分析(P1_CTC、P2_CTC、P3_CTC、P4_CTC)中，共筛选出90、58、25和7个通路（图2C）。其中，P1_CTC、P2_CTC、P3_CTC和P4_CTC共享代谢途径，P1_CTC, P3_CTC和P4_CTC共享HIF-1信号通路。四个样本的CTC型数据通路中还存在MAPK信号通路和ErbB信号通路，但出现的样本的差异表明这些共同通路也存在个体差异(图2D)。

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而CDX和CTC在突变基因数量上，不同样本的CDX型也反映了一定的个体差异，只有两个突变基因位于P2_CDX区(图3A)。23个突变基因为P4_CTC和P4_CDX共有(图3B)。值得注意的一点是，P2_CDX区的两个突变基因KAZN和POU6F2同时也存在于P4_CDX中(图3C,D)。

在TCGA-KIRC队列中验证两种突变基因与预后之间的相关性。结果显示，与肿瘤组织相比，KAZN在正常组织中高表达(图3A)， KAZN高表达患者的总生存期(OS)率(p= 0.00023)和无病生存期(DFS)率(p = 0.015)明显低于KAZN低表达患者(图3B、C)。与肿瘤组织相比，POU6F2在正常组织中也高表达(图3D)， POU6F2高表达的患者的总生存率(OS)率明显低于POU6F2低表达的患者(图3E)，但在DFS中无统计学意义(图3F）。

KAZN编码一种蛋白，在桥粒组装、细胞粘附、细胞骨架组织和表皮分化中发挥作用。该蛋白与desmoplakin和细胞连接蛋白periplakin共定位。一般来说，该蛋白定位于细胞核、桥粒、细胞膜和皮质肌动蛋白结构。该蛋白的一些同工型也与微管相关。选择性剪接导致多个转录本变体编码不同的同种异构体。研究也表明KAZN在卵巢上皮性肿瘤中表达上调，且KAZN的表达与患者的生存时间相关。

POU6F2编码POU蛋白家族的一个成员，其特征是存在一个由POU特异性结构域和同源结构域组成的两部分DNA结合结构域，由可变多联子分隔。DNA结合结构域可以以序列特异性的方式以单体或同二聚体和/或异二聚体的形式与DNA结合。POU家族成员是转录调控因子，其中许多已知控制细胞类型特异性分化途径。一项研究表明，POU6F2可能在催乳素瘤的发生发展中起着至关重要的作用，可能是开发催乳素瘤新疗法的一个有希望的靶点。

在上述研究中，在P2_CDX和P4_CDX中也存在两个差异突变基因KAZN和POU6F2，并证实高表达的KAZN和POU6F2的OS率明显较差，这可能与RCC的预后密切相关。

突破性创新：新型人工合成细胞外基质材料

RCC对化疗不敏感，随着RCC分子机制的深入探索，更多的治疗方式也为转移性肾细胞癌（mRCC）患者带来了新的曙光。以往情况下，由于方法的局限（富集或捕获），外周血中所能获取到的CTCs数量少，限制了CTCs的应用。