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单细胞与群体基因组整合分析揭示鼻咽癌易感基因通过调控T细胞参与肿瘤发生
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月09日 来源:Genome Biology 10.1
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本研究通过整合5073例鼻咽癌患者和5860例对照的meta-GWAS数据与单细胞/群体转录组谱,首次系统鉴定出234个鼻咽癌易感基因(81.62%为新发现),锁定T细胞为关键功能细胞类型。研究发现3p24.1位点的风险等位基因通过增强调控元件活性上调EOMES表达,进而促进CD8+ T细胞耗竭,为鼻咽癌遗传机制和免疫微环境调控提供了全新见解。
鼻咽癌是一种具有独特地域分布特征的恶性肿瘤,其发生发展与Epstein-Barr病毒(EBV)感染和遗传因素密切相关。尽管既往全基因组关联研究(GWAS)已鉴定出多个鼻咽癌易感位点,但绝大多数位于非编码区,其功能机制和靶基因仍不明确。更关键的是,鼻咽癌肿瘤微环境中存在大量淋巴细胞浸润,但遗传变异如何通过特定细胞类型影响肿瘤发生尚属空白。这些知识缺口严重阻碍了对鼻咽癌遗传病因的深入理解。
中山大学肿瘤防治中心的研究团队在《Genome Biology》发表了一项突破性研究。通过整合5073例鼻咽癌患者和5860例对照的大规模meta-GWAS数据,结合单细胞和群体转录组分析,首次系统揭示了鼻咽癌易感基因在T细胞中的调控机制。研究发现3p24.1位点的功能性SNP通过增强调控元件活性上调转录因子EOMES表达,进而促进CD8+ T细胞耗竭,为理解鼻咽癌遗传-免疫交互机制提供了全新视角。
研究主要采用五大关键技术:1)多中心样本的meta-GWAS分析;2)52例肿瘤和11例正常组织的单细胞转录组整合;3)基于CIBERSORTx的细胞组分反卷积;4)PCHi-C(启动子捕获Hi-C)介导的染色质互作分析;5)双荧光素酶报告系统和ChIP-qPCR验证功能性SNP。
结果部分
T细胞被鉴定为鼻咽癌易感性的核心细胞类型
通过LDSC、MAGMA和RolyPoly三种算法分析10x Genomics和Smart-seq2平台产生的单细胞数据,发现T细胞和NK细胞显著富集鼻咽癌遗传信号(P=0.015)。亚群分析显示细胞毒性CD8+ T细胞、耗竭性CD8+ T细胞和干扰素应答CD8+ T细胞为主要关联亚群。
234个易感基因的发现与功能解析
整合eQTL(E-MAGMA)和染色质互作(H-MAGMA)数据,鉴定出234个易感基因,其中81.62%为首次报道。这些基因主要参与抗原呈递(HLA-A/B/C)、免疫蛋白酶体(PSMB8/9)、细胞周期(CDKN2A/B)等通路。IPA分析显示PD-1/PD-L1癌症免疫治疗通路(Padj=6.31×10-21)显著富集。
EOMES的功能机制研究
位于3p24.1的rs56365817与鼻咽癌风险显著相关(OR=1.19,Pmeta=3.66×10-8)。通过双荧光素酶实验证实,其风险等位基因(rs56188445[T])使报告基因活性增强2.1倍(P<0.01)。ChIP-qPCR显示该位点在Jurkat T细胞中的H3K27ac信号强度是鼻咽癌细胞系C666-1的3.8倍(P<0.001),表明T细胞特异性调控。
EOMES促进CD8+ T细胞耗竭
mIHC分析43例鼻咽癌组织显示,肿瘤微环境中EOMES+CD8+ T细胞比例显著高于正常组织(P=1.80×10-4)。单细胞分析发现EOMES+CD8+ T细胞高表达耗竭标志物(PDCD1、HAVCR2等),且与肿瘤细胞通过LGALS9-HAVCR2免疫抑制信号密切互作。
这项研究开创性地将多组学整合分析应用于鼻咽癌遗传研究,不仅发现EOMES等新型易感基因,更揭示遗传变异通过调控T细胞功能影响肿瘤微环境的新机制。特别值得注意的是,约25%的易感基因参与免疫相关通路,凸显免疫调控在鼻咽癌发生中的核心地位。研究为开发基于T细胞耗竭机制的免疫治疗策略提供了理论依据,也为其他EBV相关恶性肿瘤的研究提供了范式。
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