子宫内膜息肉基因组图谱解析:HMGA1/2染色体重排与UBE2A突变驱动良性病变新机制
《Genome Medicine》:Genomic landscape of endometrial polyps
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时间:2025年10月26日
来源:Genome Medicine 11.2
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本研究针对子宫内膜息肉病因不明的临床难题,通过全基因组测序与表达谱分析,首次系统揭示其基因组特征。研究发现74%的息肉存在HMGA1/2染色体重排,导致基因过表达并激活下游PLAG1通路;同时发现UBE2A基因特异性突变新靶点,且存在KRAS、PIK3CA等癌症相关基因低频突变。该研究为息肉分子分型、恶性转化风险评估及靶向治疗提供了关键理论依据,发表于《Genome Medicine》。
子宫内膜息肉是子宫腔内常见的局部增生病变,由腺体、间质和血管异常增殖形成,虽多为良性,却可引发异常子宫出血、不孕甚至恶性转化。尽管约10%的成年女性受其困扰,其发病机制长期模糊不清。传统观点认为雌激素失衡、炎症等因素参与其中,但驱动息肉形成的核心遗传事件始终未明。早期细胞遗传学研究曾提示染色体异常可能发挥作用,然而近年的靶向测序研究却未能重复相关发现,使得HMGA1/2等基因的重排作用存疑。这一矛盾凸显了全面基因组图谱解析的迫切性。
为攻克这一难题,Reinikka等人在《Genome Medicine》发表研究,对23例新鲜冷冻息肉样本进行全基因组测序(WGS)和全外显子测序(WES),整合RNA测序与免疫组化验证,同时扩大样本量至54例进行Sanger测序验证。研究重点关注体细胞突变、染色体重排、基因表达模式及蛋白水平变化,通过生物信息学工具(如MutationalPatterns、CNVkit、Delly)系统分析基因组变异。
突变特征揭示息肉高肿瘤突变负荷
研究发现息肉平均携带2149个体细胞突变,显著高于一般良性肿瘤,但突变等位基因分数(VAF)普遍较低(<0.1)。突变特征分析显示SBS1、SBS5、SBS40为主要签名,提示衰老相关过程主导突变积累。值得注意的是,功能性息肉与非功能性息肉的突变谱无显著差异,表明二者可能共享相似的分子发病机制。
癌症基因低频突变与UBE2A新驱动基因
体细胞突变分析识别出22个复发突变基因,包括KRAS(26%)、PIK3CA、PIK3R1、PTEN等子宫内膜癌经典驱动基因,但其VAF均低于0.1,提示突变可能局限于腺体细胞亚群。与此相反,UBE2A基因的突变呈现高VAF(平均0.28),且所有突变集中于编码区第6-8密码子(编码连续精氨酸)。体外验证发现该突变通过稳定蛋白结构可能增强功能,数据库检索进一步证实该区域在智力障碍综合征中亦为致病热点,提示UBE2A为息肉发生的新候选驱动基因。
HMGA1/2染色体重排为核心驱动事件
结构变异分析显示,74%的息肉存在平衡染色体重排,且以HMGA1(6p21.31)和HMGA2(12q14.3)为主要靶点。重排类型包括简单易位、复杂多染色体交换,但未引起大规模拷贝数变化。复发伴侣基因包括7p15.2(可能通过增强子劫持机制)、LRMDA、RAD51B和TRAF3IP2,这些基因在子宫平滑肌瘤中亦有类似报道。
基因表达与蛋白验证支持分子分型
RNA测序显示HMGA1重排息肉中HMGA1表达显著上调(log2FC=1.06),而HMGA2重排组中PLAG1表达均显著升高(log2FC>3)。免疫组化进一步证实重排息肉间质细胞中HMGA1/2蛋白过度表达,而上皮细胞中本底表达较高,提示重排事件起源于间质细胞。
结论与意义
本研究首次构建了子宫内膜息肉的高分辨率基因组图谱,明确HMGA1/2染色体重排为其核心驱动机制,颠覆了此前靶向测序的阴性结论。同时,UBE2A突变的发现为良性肿瘤致病基因库增添新成员。尽管息肉中癌症基因突变多为低频事件,但其与子宫内膜癌驱动基因的重叠提示部分息肉可能为癌前病变。该研究不仅深化了对息肉生物学本质的理解,更为未来开发非侵入性诊断标志物和靶向治疗(如HMGA2沉默疗法)奠定基础。此外,息肉与子宫平滑肌瘤在HMGA-PLAG1通路的相似性,暗示女性生殖道良性肿瘤可能存在共享治疗靶点。
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