编辑推荐：
为探究食管鳞状细胞癌（ESCC）细胞系的基因突变和表达情况，研究人员对多种 ESCC 细胞系进行全外显子和 RNA 测序。结果揭示了各细胞系的突变特征、关键信号通路变化等。该研究为 ESCC 研究和治疗提供重要参考。
在癌症研究的广袤领域中，食管鳞状细胞癌（Esophageal Squamous Cell Carcinoma，ESCC）犹如一座难以攻克的堡垒，一直是科研人员关注的焦点。它是全球第六大常见癌症，“罪恶” 的烟草暴露、过度的酒精摄入以及维生素缺乏等，都是导致其发生的 “帮凶”。虽然相关研究在不断推进，但仍存在诸多棘手的问题。比如，目前对常见 ESCC 细胞系的基因组特征，像外显子突变和 mRNA 表达的研究还十分有限；ESCC 细胞系中免疫相关基因的突变状态和表达情况也鲜为人知；而且，常见 ESCC 细胞系的分化程度或恶性程度也有待进一步探究。这些问题就像一道道屏障，阻碍着科研人员深入了解 ESCC，也限制了相关治疗手段的发展。
为了突破这些障碍，来自复旦大学上海癌症中心、复旦大学、哈尔滨工业大学、温州医科大学等多所高校和科研机构的研究人员携手合作，开启了一项意义非凡的研究。他们的目标是全面剖析 ESCC 细胞系的恶性程度、侵袭能力、经典癌症相关信号通路以及免疫状态，绘制出详细的基因组景观图，展现每个细胞系的独特之处。最终，他们成功完成了这项研究，相关成果发表在《Cancer Cell International》杂志上，为 ESCC 的研究和治疗带来了新的曙光。
研究人员在这项研究中运用了多种先进的技术方法。他们从上海中国科学院生物科学研究所获取了正常食管上皮细胞系 Het-1a 和多种 ESCC 细胞系（TE-1、ECA-109、KYSE-30、KYSE-150、KYSE-180、KYSE-450 和 KYSE-510）。然后，通过全外显子测序，利用 Qiagen DNeasy Blood & Tissue 试剂盒提取基因组 DNA，构建外显子捕获文库并进行测序；采用 RNA 测序，借助 TRIzol 试剂提取 RNA，构建文库并进行分析。同时，运用多种生物信息学方法对测序数据进行深入挖掘，从而全面解析细胞系的基因组特征。
下面让我们来详细了解一下研究结果：
- ESCC 细胞系的突变特征：研究人员对细胞系进行全外显子测序，平均测序深度达到 100×，共检测到 74,848 个体细胞突变。在肿瘤突变负担（Tumor Mutational Burden，TMB）方面，不同细胞系存在显著差异。KYSE-150 的 TMB 最高，每兆碱基有 70.4 个突变；KYSE-510 的 TMB 最低，为每兆碱基 48.7 个突变 。此外，MutSigCV 方法鉴定出多个显著突变基因（Significantly Mutated Genes，SMGs），部分基因在多个细胞系中高频突变，如 CSMD3 等，而 ZFHX4 的插入缺失突变仅在 KYSE-510 细胞系中出现。
- 突变特征与相关基因表达：通过分析突变特征，发现各细胞系的突变均显著富集于与同源重组缺陷（Homologous Recombination Deficiency，HRD）相关的特征 3。RNA 测序结果显示，ESCC 细胞系中 HRD 基因的相对 mRNA 表达显著高于正常上皮细胞，且野生型 HRD 基因的表达高于突变型。在 TE-1 细胞系中还发现了 BRCA1 基因的有害生殖系突变（p.Leu52Phe）。
- 经典癌症相关信号通路的基因突变：对经典癌症相关信号通路的研究发现，Hippo、NOTCH、PI3K、RTK-Ras 和 Wnt 信号通路在所有癌细胞系中均存在突变。NRF2 信号通路的突变率为 42.9%，仅在 KYSE-180、KYSE-450 和 TE-1 细胞系中出现。细胞周期信号通路的突变率相对较低，仅在 KYSE-30 和 TE-1 细胞系中检测到相关基因突变。此外，部分细胞系在 TP53 和 TGF-β 信号通路中未检测到突变。
- 经典癌症相关信号通路的拷贝数变异（Copy Number Variation，CNV）：染色体 CNV 分析表明，这些细胞系存在染色体 13 的扩增现象。不同细胞系在经典癌症相关信号通路中的 CNV 情况各异。例如，TE-1 细胞系在细胞周期、RTK 和 Wnt 信号通路中常出现拷贝数缺失；KYSE-30 细胞系的 MYC 和 NOTCH 信号通路有拷贝数扩增；KYSE-150 细胞系的细胞周期和 Hippo 信号通路存在拷贝数缺失，而 TGF-β 信号通路则有拷贝数扩增。
- 经典癌症相关信号通路关键基因的表达：RNA 测序分析显示，不同细胞系中经典癌症相关信号通路关键基因的表达存在差异。在 TE-1 细胞系中，TGF-β 信号通路的 HRAS 基因显著上调；KYSE-30 细胞系中，Hippo、Notch、PI3K 和 TGF-β 信号通路的部分基因显著上调；KYSE-150 细胞系中，这些信号通路相对下调；KYSE-510 和 EC-109 细胞系的表达景观相似，部分信号通路基因上调；KYSE-180 细胞系中，NOTCH、PI3K 和 TGF-β 信号通路相对上调。
- 致癌相关基因的表达：研究人员对多个致癌相关基因进行分析，发现 KYSE-150 细胞系中侵袭相关基因和 Wnt 信号通路上调，提示其可能具有较高的恶性程度；KYSE-450 细胞系中低分化相关基因显著下调；ECA-109 细胞系中免疫相关基因上调。这些结果表明不同细胞系具有不同的生物学特性。
研究人员通过对 ESCC 细胞系的基因组和 mRNA 数据进行全面分析，揭示了各细胞系的基因突变和表达特征，为后续研究提供了丰富的数据支持。KYSE-150 细胞系较高的侵袭能力和 ECA-109 细胞系上调的免疫特性，为选择合适的细胞系进行相关实验提供了重要参考。然而，该研究也存在一定的局限性，如缺乏体内数据、样本量有限以及未与患者数据直接对比等。但总体而言，这项研究为 ESCC 的研究开辟了新的道路，有助于推动精准医学的发展，为未来 ESCC 的治疗策略制定提供了重要的理论依据，让我们对攻克食管鳞状细胞癌这一难题充满了期待。
