综述：乳腺中多能性的重新激活——池塘中的涟漪与潮汐的转向

这篇综述深入探讨了乳腺上皮细胞在生理、再生和癌变条件下重新获得多潜能性（multipotency）的分子机制。文章系统梳理了通过谱系追踪（lineage tracing）等技术揭示的细胞可塑性（plasticity）现象，重点分析了PI3K通路突变、BRCA1/TP53缺失等驱动因素如何打破谱系限制（lineage restriction），促进肿瘤异质性（tumor heterogeneity）。研究为理解乳腺发育层级（mammary hierarchy）和癌症进展提供了新视角。

　　

概念性介绍

20世纪50年代沃森和克里克发现基因的生化本质后，发育生物学开始探索基因如何塑造复杂生物的生理异质性。Waddington提出的"表观遗传景观"理论将细胞分化比作沿崎岖山谷下行的过程，这一观点在乳腺发育研究中得到验证。研究表明，胚胎期存在能分化为腔上皮和基底细胞的多能祖细胞，但出生后乳腺稳态主要由单能（unipotent）祖细胞维持。然而，近年研究发现特定生理或实验条件下，谱系限制的乳腺细胞可重新获得多能性，这种现象被称为肿瘤细胞可塑性（tumor cell plasticity），是肿瘤异质性的主要驱动因素。

研究成年小鼠乳腺上皮层级的方法

乳腺上皮由腔上皮（含激素感应细胞）和基底细胞（含具有收缩功能的肌上皮细胞）组成，形成分支导管网络。研究乳腺上皮层级的主要方法包括：

• 脂肪垫移植实验：揭示CD29^high/CD24^low基底细胞具有再生完整导管结构的能力
• 谱系追踪技术：使用Lgr5、Krt14等启动子驱动Cre重组酶，通过荧光标记追踪细胞命运
• 单细胞RNA测序（scRNA-seq）：鉴定出PROCR⁺等具有混合谱系特征的细胞群体
• 表观遗传分析：ATAC-seq显示基底细胞染色质同时开放于腔上皮和基底基因位点

胚胎和成年阶段多能性的调控

乳腺发育过程中的双能向单能转换

多色克隆分析显示，出生后Krt5⁺基底细胞呈单能性。Notch1-CreERT2模型证实，胚胎期Notch1⁺细胞具有多能性，但出生后仅产生腔上皮细胞。单细胞测序发现，胚胎14天（E14）的乳腺祖细胞共表达基底和腔上皮基因特征，而E15.5时已出现谱系分离。NOTCH1激活和Trp63表达是调控多能性向单能性转换的关键因子。

妊娠重新激活多能性

Krt8-CreERT2谱系追踪发现，妊娠早期会出现腔上皮来源的基底细胞（LdBCs）。这些细胞：

• 具有混合谱系转录特征
• 能通过移植实验再生乳腺
• 其形成受Wnt/β-catenin信号调控
• 部分LdBCs意外表达ERα

发育因子或再生条件下的多能性激活

遗传操作可诱导多能性：

• 基底细胞中Notch1过表达导致渐进式腔上皮转化
• 腔上皮中Trp63过表达通过混合状态转化为基底细胞
• 腔上皮消融（Krt8-rtTA;TetO-DTA模型）使基底细胞恢复多能性
• 胶原1（Col1）通过整合素β1/FAK/AP1轴促进基底细胞多能性

致癌性多能性重新激活

PI3K致癌性激活

PI3KCA^H1047R突变：

• 在腔上皮（Krt8⁺）诱导产生腺鳞癌
• 在基底细胞（Lgr5⁺）导致腺肌上皮瘤
• 使移植形成的LdBCs（CD24^low/Sca1^-）具有双能性
• 不同突变体（E545K vs H1047R）致瘤能力存在差异

BRCA1缺失

基底样乳腺癌可能起源于：

• 腔上皮祖细胞（Blg-Cre模型）
• 伴随EMT特征基因（TWIST1、VIM）表达
• 与TP53缺失协同促进肿瘤发生

TP53缺失

Krt8-CreERT2模型显示：

• Trp53缺失初期促进ERα⁺克隆扩增
• 6个月后形成基底样/Claudin-low型肿瘤
• Sox9上调驱动腔上皮向基底样转化
• 与RB共缺失导致EMT型肿瘤

人类相关性

人类乳腺上皮存在重要差异：

• 正常乳腺小叶腔上皮可表达基底细胞角蛋白（KRT5/14/17）
• 单细胞测序发现"谱系启动"（lineage-primed）中间态细胞
• 类器官培养技术可保持上皮谱系特征
• BRCA1突变携带者乳腺中腔上皮祖细胞增多

研究表明，无论成年乳腺谱系限制看似多么稳固，稳态扰动（如妊娠、致癌突变或ECM重塑）都可能重新激活多能性程序。这种现象不仅影响肿瘤发生发展，还可能增强转移能力。未来研究需要明确哪些细胞亚群更易发生可塑性转变，以及如何靶向这些过程用于治疗干预。