猫弥漫性虹膜黑色素瘤的转录组特征解析:揭示疾病进展的分子标志与治疗新靶点

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究通过转录组测序技术首次系统描绘了猫弥漫性虹膜黑色素瘤(FDIM)的分子特征图谱。研究人员对虹膜黑变病、早期FDIM和晚期FDIM三组样本进行RNA测序分析,发现STOX1/PEG3/XIAP等基因在肿瘤起始阶段上调,而晚期FDIM呈现FOXC1/FOXC2/SOX11下调及BIRC5/CCL2/HAVCR2上调特征。该研究不仅证实虹膜黑变病应重新分类为"原位黑色素瘤",更为开发预后检测方法和靶向治疗提供了关键分子标志物。

  

在猫科动物眼科疾病中,弥漫性虹膜黑色素瘤(Feline Diffuse Iris Melanoma, FDIM)是最常见的原发性眼内肿瘤,其恶性程度令人担忧——19-63%的病例会发生转移,且随着肿瘤向眼内深层浸润,患者死亡率显著攀升。更棘手的是,目前对转移性FDIM缺乏有效治疗手段,这主要归因于对肿瘤侵袭性行为相关分子靶点的认知空白。与此同时,临床上对虹膜黑变病(仅累及虹膜前表面3层以内的异型黑色素细胞)是否属于癌前病变也长期存在争议。这些问题不仅困扰着兽医临床实践,也阻碍着治疗策略的研发进展。

来自爱丁堡大学皇家(迪克)兽医研究学院(The Royal(Dick) School of Veterinary Studies, The University of Edinburgh)的研究团队开展了一项开创性研究。他们敏锐地注意到FDIM与人类葡萄膜黑色素瘤(Uveal Melanoma, UM)在生物学行为上的相似性——两者都具有高转移倾向,且转移后预后极差。这种跨物种的疾病相似性提示,解析FDIM的分子机制可能不仅有助于改善猫咪的健康,还能为人类UM研究提供有价值的动物模型。研究团队通过对33例未经治疗的患猫样本(包括7例虹膜黑变病、13例早期FDIM和13例晚期FDIM)进行激光捕获显微切割和转录组测序,首次系统描绘了FDIM发生发展的分子图谱,相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多项关键技术:从福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织中获取样本,通过激光捕获显微切割技术精确分离目标细胞群;使用SMARTer链特异性RNA建库方法处理降解严重的FFPE-RNA;基于Felix_catus_9.0基因组进行序列比对;采用DESeq2和Ingenuity Pathway Analysis(IPA)进行差异表达基因和通路分析。这些技术的组合应用确保了在珍贵临床样本中获得高质量的转录组数据。

研究结果呈现出清晰的疾病进展分子特征:

"晚期猫弥漫性虹膜黑色素瘤与更高的转移率和更低生存率相关":临床数据分析显示,晚期FDIM患猫年龄更大(p<0.001),继发青光眼发生率更高(p=0.005),组织学核分裂象更多(p<0.001)。更重要的是,31%的晚期病例出现转移(早期FDIM和虹膜黑变病均无转移),且中位生存时间显著缩短(9个月 vs 早期FDIM的27.5个月,p=0.044)。这些数据证实了临床分期系统的预后价值。

"基因表达谱反映疾病严重程度的渐进性变化":主成分分析显示虹膜黑变病与晚期FDIM样本形成独立聚类,而早期FDIM位于两者之间,呈现过渡状态。这种分子特征连续体强烈支持将虹膜黑变病重新分类为"原位黑色素瘤"。

"早期FDIM以癌症相关基因和免疫调节基因上调为特征":与虹膜黑变病相比,早期FDIM有91个基因上调和7个基因下调。上调基因包括肿瘤起始相关基因(STOX1、PEG3、XIAP)和免疫细胞招募基因(CCL28、VIM)。特别值得注意的是黑色素瘤相关分子MCAM和LRCH1的上调,这些可能作为疾病进展的早期标志物。

"晚期FDIM呈现更广泛的转录重编程和免疫调节":与早期FDIM相比,晚期FDIM有101个基因上调和146个基因下调。发育转录因子FOXC1、FOXC2和SOX11的下调提示细胞分化状态改变,而BIRC3、BIRC5等凋亡抑制因子上调则增强了肿瘤细胞存活能力。免疫微环境重塑表现为CCL2和HAVCR2(TIM-3)上调,这与M2型肿瘤相关巨噬细胞和调节性T细胞的免疫抑制表型相关。

研究结论部分提出了若干重要见解:首先,虹膜黑变病应被视为恶性前驱病变而非良性病变;其次,FDIM进展伴随着明显的免疫微环境重塑,从早期CCL28介导的免疫细胞招募,到晚期CCL2/HAVCR2主导的免疫逃逸,这种动态变化与人类UM高度相似;第三,FOXC1/FOXC2/SOX11等转录因子的意外下调可能反映了肿瘤细胞去分化状态,这与多数人类癌症中这些基因上调的模式形成有趣对比。

这些发现具有多重意义:在临床上,MCAM、BIRC5等分子可作为疾病分期的补充标志物;在治疗上,靶向TIM-3(HAVCR2)或CCL2/CCR2轴的免疫疗法可能改善FDIM预后;在转化医学方面,FDIM作为UM的天然动物模型价值得到进一步确认。研究团队特别指出,基于这些发现可开发类似人类DecisionDx-UM的基因检测panel,通过细针穿刺活检样本即可进行风险分层,这对保留眼球的手术决策具有重要指导价值。

该研究的局限性包括缺乏正常虹膜黑色素细胞对照、样本量有限等。未来研究需要建立FDIM细胞系来验证这些分子靶点的功能,并探索与人类UM的精确分子对应关系。总之,这项工作不仅为改善猫咪眼科肿瘤诊疗提供了分子工具,也为跨物种的黑色素瘤研究搭建了新的桥梁。

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