乳腺癌DNA甲基化全景图谱揭示肿瘤邻近组织与健康组织的表观遗传差异及其ER状态特异性调控网络

本研究通过Illumina MethylationEPIC芯片技术，系统分析了69例乳腺癌患者的肿瘤组织、同侧/对侧良性组织及182例健康对照的DNA甲基化特征。研究发现肿瘤邻近组织与健康组织存在显著表观遗传差异，揭示PRC2复合体（EZH2/SUZ12/JARID2）在ER+肿瘤中的特异性调控作用，为乳腺癌发生机制和生物标志物开发提供了新视角。

　　

乳腺癌作为女性最常见的恶性肿瘤，其发生发展过程中的表观遗传调控机制一直是研究热点。尽管DNA甲基化（DNA methylation）在肿瘤中的作用已被广泛认识，但关于肿瘤邻近"正常"组织是否真正代表健康状态、以及这些表观遗传改变如何受雌激素受体（ER）状态影响等关键问题仍存在争议。传统研究多采用肿瘤与邻近组织的简单对比，却忽视了不同解剖位置组织样本的系统性差异，更缺乏对健康人群对照组织的全面分析。

美国西北大学Feinberg医学院联合加州大学洛杉矶分校的研究团队在《Breast Cancer Research》发表了一项突破性研究。研究人员创新性地构建了"肿瘤邻近轴"（Tumor Proximity Axis, TPxA）分析模型，通过Illumina MethylationEPIC v1.0芯片对851,000多个CpG位点进行全基因组检测，比较了69例乳腺癌患者的肿瘤（TU）、同侧相邻正常组织（AN）、同侧对侧象限组织（OQ）、对侧乳腺组织（CUB）以及182例健康捐赠者组织（HDB）的甲基化谱。研究特别关注了ER阳性和ER阴性肿瘤的差异特征。

关键技术方法包括：1）建立包含5类组织的TPxA分析体系；2）使用EPIC芯片进行全基因组甲基化检测；3）采用SeSAMe软件进行数据质控和染料偏差校正；4）通过线性模型分析组织间差异甲基化（DM）；5）转录因子结合位点（TFBS）和染色质状态富集分析。样本来源于西北大学临床收集和Susan G Komen组织库。

研究结果部分呈现了多项重要发现：

全局甲基化趋势分析
主成分分析显示肿瘤样本与所有良性组织明显分离，而病例良性组织（CUB/OQ/AN）又与健康组织（HDB）显著不同。差异甲基化分析发现，以HDB为参照时检测到的低甲基化事件是以病例良性组织为参照时的两倍，提示传统对照选择可能低估真实差异。

肿瘤邻近轴的表观遗传演变
从HDB→CUB→OQ→AN→TU的渐进变化中，CUB与HDB的差异最为显著（以低甲基化为主），而三种病例良性组织间差异极小。值得注意的是，6,663个CpG位点在病例良性组织中呈现"先降后升"的非单调模式，这些位点显著富集于HOXA基因簇和TSC2、FOXO3等抑癌基因。

ER状态特异性调控网络
ER+与ER-肿瘤存在72,420个差异甲基化位点，而HER2状态仅产生5个差异位点。ER+肿瘤低甲基化区域富集激素受体（ESR1/PR/AR）及其辅因子（GREB1/GATA3）的结合位点；高甲基化区域则富集PRC2复合体（EZH2/SUZ12/JARID2）和干细胞调控因子（LYL1/ETV6）的结合位点。H3R26Cit组蛋白修饰位点仅在ER+样本中显著富集。

这项研究揭示了乳腺癌表观遗传调控的两个关键转折点：健康组织向病例良性组织的转变，以及良性组织向肿瘤的转化。病例良性组织表现出激素受体通路激活的特征（与配对肿瘤ER状态无关），而肿瘤特异性变化则高度依赖ER状态。PRC2复合体（特别是JARID2亚型）和H3R26Cit修饰的发现为ER+乳腺癌的靶向治疗提供了新思路。研究强调在表观遗传研究中，对照组织的选择会显著影响结果解读，建议未来研究应纳入健康对照。这些发现不仅深化了对乳腺癌发生机制的理解，也为开发基于甲基化谱的诊断标志物和表观遗传治疗靶点奠定了重要基础。