体细胞基因递送精准重现高风险肉瘤分子谱系的创新建模平台

本研究针对肉瘤异质性高且缺乏合适模型系统的难题，开发了基于肌肉电穿孔(EPO)的体细胞基因递送平台EPO-GEMM，首次成功构建了包括ETV6::NTRK3融合驱动的肉瘤在内的10种基因型明确的小鼠模型。通过整合组织学与多组学分析证实其可精准模拟人类肉瘤亚型特征，并建立同系移植模型(SAM)用于临床前NTRK抑制剂等治疗测试，为破解肉瘤治疗瓶颈提供了创新研究工具。

　　

肉瘤作为一类起源于间叶组织的恶性肿瘤，在儿童和青少年中发病率居高不下，其治疗进展数十年来停滞不前。这主要源于两大科学难题：一是超过50种分子亚型的高度异质性导致靶向治疗开发困难；二是传统建模方法如患者来源异种移植(PDX)模型获取困难，而常规基因工程小鼠模型(GEMM)存在胚胎致死、多灶性肿瘤发生等技术瓶颈。更棘手的是，约20%的肉瘤由SS18::SSX等染色质调控因子融合基因驱动，但现有模型难以模拟这类表观遗传重编程事件。

德国癌症研究中心的Roland Imle、Ana Banito团队在《Nature Communications》发表突破性研究，通过优化肌肉电穿孔技术建立EPO-GEMM平台，首次实现单次操作即可在野生型小鼠中诱导10种分子亚型明确的肉瘤。该平台采用转座子系统递送致癌融合基因（如ETV6::NTRK3）并联合CRISPR编辑肿瘤抑制基因（如Trp53），结合同系C57BL/6J背景使模型兼具遗传可控性和免疫活性。研究通过多组学交叉验证证实模型可精准再现人类肉瘤的分子特征，并开发出可规模化的同系移植模型(SAM)用于临床前测试。

关键技术包括：1）优化新生期(P0)和青春期(P30)小鼠肌肉电穿孔参数；2）转座子载体递送融合基因与CRISPR/Cas9系统联用；3）整合DNA甲基化芯片(285K)和RNA测序进行跨物种分析；4）建立四种同系移植方法（原代细胞/组织块/2D/3D培养）比较模型保真度。

主要结果

高效肌肉基因递送平台的建立
通过系统优化电压参数(100V/35ms)、质粒组合（分装KRAS^G12V
与报告基因）及预处理方案（透明质酸酶消化），在C57BL/6J品系实现100%成瘤率。值得注意的是，CD1品系因免疫编辑导致报告基因沉默，凸显免疫背景对模型稳定的重要性。

融合驱动肉瘤的精准建模
成功构建四大类融合阳性肉瘤：
1）PAX3::FOXO1模型再现肺泡型横纹肌肉瘤(aRMS)的小圆细胞形态，需联合Trp53缺失加速成瘤；
2）SS18::SSX1/2模型完美模拟滑膜肉瘤的双相型特征，呈现特征性"铁丝网"血管和胶原基质；
3）ASPSCR1::TFE3模型首次实现软组织定位的腺泡状软组织肉瘤(ASPS)建模，重现PAS阳性颗粒；
4）ETV6::NTRK3模型分化为单形性（类似婴儿纤维肉瘤）与多形性亚型，为NTRK抑制剂测试提供理想平台。

BCOR抑癌功能的新发现
首次证实肌肉组织中BCOR（PRC1.1复合物成员）缺失可协同KRAS^G12V
诱发肉瘤，但不同于经典横纹肌肉瘤，该模型表现为DNA低甲基化和肌源性标志物缺失，提示表观遗传重编程作用。

基因组不稳定性肉瘤谱系
Trp53缺失模型呈现高拷贝数变异(CNV)和γH2AX信号积累，而联合Nf1/Smarcb1缺失分别加速恶性外周神经鞘瘤(MPNST)和恶性横纹肌样瘤(MRT)发生，证实二次打击驱动基因组进化。

免疫微环境特征解析
单细胞反卷积分析显示融合阳性肉瘤（如SS18::SSX）呈"免疫冷"表型，而Trp53突变型富集CD45⁺
免疫浸润。所有模型均上调B7-H3/CD276等免疫治疗靶点，为联合治疗提供线索。

同系移植模型验证
比较显示2D培养的SAM仍能保持原发瘤甲基化特征（如SS18::SSX的特异性低甲基化），且NTRK-Mono模型对二代抑制剂Repotrectinib呈现完全缓解，证实平台可支持转化研究。

结论与意义
该研究突破传统GEMM的技术局限，创建了首个能系统模拟肉瘤分子谱系的体细胞工程平台。其创新性体现在：1）实现ETV6::NTRK3等难建模融合的体内重现；2）揭示BCOR在肌肉肿瘤中的抑癌功能；3）提供免疫活性背景下的药物测试系统。DNA甲基化数据揭示SS18::SSX通过CpG岛去甲基化驱动转化，为表观遗传治疗提供新靶点。建立的SAM资源库已通过ITCC-P4平台共享，将加速靶向NTRK、B7-H3等临床转化研究。这项工作为破解肉瘤异质性难题提供了范式转换的研究工具，其模块化设计也可拓展至其他实体瘤建模。