基于单细胞转录组整合分析揭示结直肠癌干细胞异质性及关键标志物ENY2的促瘤机制

本研究通过整合10×单细胞测序数据，系统解析了结直肠癌(CSC)的干细胞异质性，鉴定出ENY2和PKM两个关键干细胞标志基因。研究发现ENY2通过调控MYC/E2F靶点、G2M检查点和EMT通路促进肿瘤进展，且高表达患者对5-FU等26种药物敏感，为CRC靶向治疗提供了新思路。

　　

结直肠癌作为全球发病率第三的恶性肿瘤，其治疗面临复发转移和耐药等重大挑战。越来越多的证据表明，癌症干细胞(CSC)是驱动肿瘤进展的核心因素，但由于其高度异质性，针对CSC的靶向治疗进展缓慢。这种异质性不仅体现在功能表型上，还受到肿瘤微环境(TME)的复杂调控，而单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术的出现为解析这种复杂性提供了新工具。

为系统揭示CRC中CSC的分子特征，研究人员整合了GSE201348和GSE161277两个数据集共9例原发CRC样本的10×单细胞数据。通过Harmony算法整合分析后，采用Seurat流程进行细胞分群，结合inferCNV和monocle2等工具，构建了CRC单细胞图谱。研究首先鉴定出M0和M7两个具有干细胞特性的恶性上皮亚群，随后通过多组学交叉分析筛选出ENY2和PKM两个关键基因。由于ENY2在CRC中的研究较少，团队重点探究了其临床意义和分子机制。

关键技术包括：单细胞转录组整合分析、拷贝数变异(CNV)推断、伪时序分析、CytoTRACE干细胞评分、TCGA和GEO数据库的批量转录组分析，以及GDSC数据库的药物敏感性预测。

单细胞RNA-seq质量控制和数据整合

整合27,575个细胞构建CRC单细胞图谱，通过PCA和t-SNE识别15个细胞簇，为后续分析奠定基础。

恶性上皮细胞中CSC簇的鉴定

CNV分析和伪时序轨迹显示M0/M7亚群位于分化起点，CytoTRACE评分证实其高干性特征，提示这两个亚群可能是CRC的"起源细胞"。

CRC相关CSC枢纽基因筛选

多数据库交叉分析锁定ENY2和PKM。临床数据显示ENY2高表达与不良预后显著相关，且与mRNA干性指数(mRNAsi)正相关。

ENY2在CRC单细胞数据库中的表达验证

TISCH2平台分析显示ENY2在恶性细胞中特异性高表达，进一步验证其作为CSC标志物的可靠性。

基于ENY2的突变特征分析

TCGA数据揭示高低ENY2组突变谱相似，但低表达组突变负荷更高，提示ENY2可能通过非突变机制发挥作用。

ENY2在CRC中的功能预测

通路富集显示ENY2显著激活MYC靶点、E2F靶点、G2/M检查点和EMT通路，这解释了其促进肿瘤干细胞特性的分子基础。

基于ENY2的免疫浸润分析

高ENY2组呈现独特的免疫抑制微环境，表现为细胞毒性T细胞、Th17等抗肿瘤免疫细胞减少，可能与免疫逃逸相关。

基于ENY2的潜在药物预测

筛选出26种敏感药物包括临床常用5-FU、卡培他滨和奥沙利铂，为个体化治疗提供参考。

这项研究首次系统描绘了CRC干细胞的单细胞图谱，确立ENY2作为新的CSC标志物。其通过协调细胞周期、EMT和免疫微环境重塑的多重机制促进肿瘤进展，不仅深化了对CRC发病机制的理解，还为临床诊断提供了新的预后标志物。特别值得注意的是，研究预测的ENY2靶向药物将传统化疗药物与新型化合物有机结合，为克服治疗耐药提供了新思路。未来需要进一步开展体内外实验验证ENY2的具体调控机制，并探索其作为免疫治疗协同靶点的潜力。