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该研究分析 47 例子宫内膜基质肿瘤(ESTs)的甲基化和转录组图谱,发现甲基化谱与组织病理及分子亚型相关,HG-ESS 与未分化子宫肉瘤(UUS)聚类相近,还鉴定出 13 种涉及转录调控基因的新型融合转录本,为 ESTs 分子机制及生物标志物研究提供新视角。
研究背景与目的
子宫内膜基质肿瘤(ESTs)是起源于子宫肌层和子宫内膜基质平滑肌的罕见间叶肿瘤,约占子宫间叶肿瘤的 10%。世界卫生组织(WHO,2020)将其分为子宫内膜基质结节(ESN)、低级别子宫内膜基质肉瘤(LG-ESS)、高级别子宫内膜基质肉瘤(HG-ESS)和未分化子宫肉瘤(UUS)。LG-ESS 的细胞遗传学特征是 7;17 染色体易位,导致 JAZF1::SUZ12 融合,其次是 6p21 染色体带重排导致 PHF1 融合;HG-ESS 则常见 YHWAE::NUMTM2A/B 和 ZC3H7B::BCOR 融合。然而,ESN 和 UUS 无特定基因组改变,且部分 ESS 无已知融合转录本,诊断困难,提示存在未知的肿瘤发生和进展机制。因此,研究团队分析 47 例 ESTs 的甲基化和转录组图谱,以填补相关知识空白。
材料与方法
研究纳入 47 例 ESTs,包括 24 例 LG-ESS、9 例 HG-ESS、5 例 UUS、2 例 ESN 和 7 例未明确分级的 ESS,均按 2020 年 WHO 标准诊断。样本来自挪威镭医院和豪克兰大学医院。提取肿瘤组织的 DNA 和 RNA,采用 Illumina Infinium Human Methylation 450k 或 EPIC 850k 芯片进行甲基化分析,使用 R 软件进行预处理和归一化。通过主成分分析(PCA)和层次聚类分析甲基化数据,计算 CpG 位点的组间平方和(BCSS)以筛选差异甲基化基因。对 21 例样本进行 RNA 测序,利用 FusionCatcher 软件鉴定融合转录本,并通过逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)和桑格测序验证。
结果
甲基化谱特征
甲基化谱显示不同肿瘤亚型存在明显聚类,与组织病理和分子亚型相关。LG-ESS 分为两个主要簇,HG-ESS 有两个主要簇,5 例 UUS 中有 3 例聚在一起,且 UUS 与 HG-ESS 紧密聚类,体现其侵袭性。通过 BCSS 分析,在 LG-ESS、HG-ESS 和 UUS 中鉴定出 76 个差异甲基化基因。其中,LMX1B 的两个 CpG 位点(LMX1B-cg04996334 和 LMX1B)和 miR34C 在 LG-ESS 和 HG-ESS 中甲基化模式相同;CFAP45、HDAC4、ACY3、MOB3A 和 XXYLT1 在 HG-ESS 和 UUS 中甲基化模式一致。活化 T 细胞质核因子 1(NFATC1)甲基化值最高,miR34C 甲基化值最低。
融合基因鉴定
在 14 例样本中检测到融合转录本,其中 6 例为已知融合基因,如 LG-ESS 中的 JAZF1::SUZ12 和 MEAF6::PHF1,HG-ESS 中的 YWHAE::NUTM2A/B/E 和 ZC3H7B::BCOR。此外,鉴定出 13 种新型融合转录本,涉及转录调控相关基因,如 HG-ESS 中的 MIR31HG::SULF1、CRY2::CCDC73,ESN 中的 SF1::CSNK1G1,UUS 中的 AP3B2::CALCOCO1 和 MGA::NUTM1 等。所有融合转录本均经 PCR 和桑格测序验证。
讨论
ESTs 中染色体易位导致的融合基因多为转录调控因子,如 PHF1、JAZF1 等,通过形成锌指基序或表观遗传调控发挥作用。本研究发现 HG-ESS 和 UUS 的甲基化谱相近,提示两者可能共享分子通路。LG-ESS 分为两个亚组,可能与不同的分子特征相关。差异甲基化基因中,NFATC1 作为转录因子在肿瘤中起重要作用,miR34C 作为抑癌基因诱导细胞凋亡。新型融合转录本的发现,如 HG-ESS 中长链非编码 RNA(lncRNA)MIR31HG 与抑癌基因 SULF1 的融合,首次揭示 lncRNA 参与 ESTs 融合事件。ESN 中 SF1::CSNK1G1 融合涉及剪接因子和酪蛋白激酶,可能与肿瘤发生相关。UUS 中的 AP3B2::CALCOCO1 和 MGA::NUTM1 融合提示 NCOA2 调节蛋白改变可能是 UUS 的共同机制。
结论
ESTs 中涉及染色体重排的基因通过转录调控或表观遗传机制发挥作用,不同亚型的甲基化特征存在差异,HG-ESS 和 UUS 聚类紧密,部分基因在不同实体中甲基化水平相似,提示肿瘤谱的连续性。特定基因位点的 CpG 甲基化水平可能作为 ESTs 的生物标志物。本研究为 ESTs 的分子机制、诊断和预后评估提供了新依据,但各亚组样本量有限,需进一步研究验证。