揭示黑色素瘤起始的极简通路：BRAF突变与神经嵴样细胞的关键作用

本研究针对黑色素瘤发生的分子机制展开深入探索，通过构建仅携带BRAFCA/+突变的转基因小鼠模型，结合单细胞转录组测序技术，首次发现神经嵴样细胞（LNM）在肿瘤起始中的关键作用。研究揭示了不依赖PTEN缺失的黑色素瘤发生新路径，为理解肿瘤异质性和早期诊断提供了重要线索。论文创新性地提出SOX2调控的细胞状态转换可能是肿瘤起始的关键事件，相关成果发表于《Nature Communications》。

　　

黑色素瘤作为最具侵袭性的皮肤恶性肿瘤，其发生发展机制一直是肿瘤研究的重点难点。虽然已知BRAF基因突变在60%的病例中起关键驱动作用，但令人困惑的是，相同的突变在良性痣中同样普遍存在。这种"致癌突变不必然导致癌变"的现象，凸显了我们对黑色素瘤起始机制的认识仍存在重大空白。传统观点认为，BRAF突变需要协同其他肿瘤抑制基因（如PTEN）的完全缺失才能诱发黑色素瘤，但这种多突变模型难以解释临床观察到的肿瘤异质性和渐进发展过程。

加州大学欧文分校的研究团队通过精巧的动物实验设计，在《Nature Communications》发表了突破性研究成果。研究构建了仅携带BRAF^CA/+突变的转基因小鼠模型，结合全基因组测序和单细胞转录组分析，首次揭示了不依赖PTEN完全缺失的黑色素瘤发生新机制。研究发现，在特定遗传背景下（白化小鼠），仅BRAF激活就足以诱发黑色素瘤，且发生动力学符合单次随机事件特征。更重要的是，通过单细胞分辨率解析，鉴定出一类特殊的神经嵴样细胞（LNM），这些细胞在正常皮肤中少量存在，在BRAF激活后显著扩增，并持续存在于肿瘤组织中。研究最终证实，SOX2调控的细胞状态转换可能是连接LNM细胞与恶性肿瘤细胞的关键环节。

关键技术方法包括：1）构建BRAF^CA/+和BRAF^CA/+;PTEN^Δ/+转基因小鼠模型；2）全基因组测序分析肿瘤体细胞突变；3）单细胞RNA测序解析47个皮肤和肿瘤样本；4）RNA velocity和MuTrans算法预测细胞状态转换；5）异种移植实验验证LNM细胞的持续存在。

研究结果部分的重要发现包括：

Braf激活突变在Pten杂合和野生型白化小鼠中诱导罕见黑色素瘤
通过比较不同遗传背景小鼠的肿瘤发生率，发现白化背景的BRAF^CA/+小鼠可自发形成黑色素瘤，而黑色背景小鼠仅形成痣。肿瘤发生动力学分析显示，白化小鼠的肿瘤形成符合单次随机事件特征，提示存在关键的非遗传因素参与。全基因组测序意外发现，这些肿瘤缺乏共同的驱动突变或拷贝数变异，暗示表观遗传机制可能起重要作用。

鉴定黑色素细胞状态
单细胞转录组分析揭示了肿瘤中主要存在三类神经嵴来源细胞：高表达色素基因的黑色素细胞、低色素神经嵴样细胞（LNM）和主体肿瘤细胞。LNM细胞特征性表达AQP1、SOX2和细胞外基质相关基因，在正常皮肤中少量存在，在BRAF激活后显著扩增。值得注意的是，这些细胞与人类黑色素瘤中报道的治疗抵抗相关细胞状态高度相似。

LNM细胞在移植后持续存在
通过异种移植实验证实，LNM细胞能在连续传代中保持并扩增，其比例从初代肿瘤的10.7%增加到二代移植瘤的95.6%。RNA velocity和MuTrans动力学分析均支持LNM细胞向主体肿瘤细胞转变的轨迹，这种状态转换可能是肿瘤维持的关键。

SOX2在黑色素瘤起始中的作用
研究发现LNM细胞高表达干细胞标志SOX2，而条件性敲除SOX2显著抑制肿瘤形成。这一发现修正了此前认为SOX2在小鼠黑色素瘤中可有可无的观点，提示其在特定遗传背景下可能发挥关键作用。

比较小鼠与人类肿瘤的单细胞RNA-seq数据
通过建立"成员评分"分析流程，将小鼠LNM细胞的基因特征与人类黑色素瘤数据集比对，发现其与人类肿瘤中的"干扰素反应"和"神经嵴干细胞样"特征高度重叠。这种跨物种保守性暗示LNM状态可能在人类黑色素瘤发生中同样重要。

这项研究从根本上改变了我们对黑色素瘤起始机制的理解。传统观点强调多突变累积的必要性，而本研究揭示在特定条件下，细胞状态转换（由SOX2调控的LNM状态）可能绕过经典二次打击，直接导致恶性转化。这一发现为解释临床观察到的肿瘤异质性提供了新视角：不同患者可能通过遗传突变或非遗传的细胞状态转换等不同路径实现恶性转化。

从转化医学角度看，研究鉴定的LNM细胞及其标记物（如AQP1、SOX2）为早期诊断提供了潜在靶点。特别值得注意的是，这些细胞在尚未形成肿瘤的BRAF突变皮肤中就已显著增加，提示它们可能作为恶性转化的预警标志。此外，SOX2的必需性为其作为治疗靶点提供了理论依据，特别是针对传统认为的"低风险"BRAF突变病例。

研究也存在一些待解问题：白化背景促进肿瘤形成的具体机制仍不清楚；LNM细胞的确切起源及其与正常黑色素干细胞的关系需要进一步明确；SOX2调控网络如何整合BRAF信号也有待深入解析。这些问题的解答将有助于更完整地描绘黑色素瘤发生的分子图谱，为发展新型防治策略奠定基础。