单细胞测序解析MYB-ZFAT融合基因在母细胞性浆细胞样树突细胞肿瘤中的异质性景观

【字体: 时间:2025年07月22日 来源:Cancer Cell International 5.3

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  本研究针对罕见且侵袭性的母细胞性浆细胞样树突细胞肿瘤(BPDCN),通过单细胞测序技术首次发现MYB-ZFAT融合基因,揭示其通过缺失MYB负调控域导致转录失控的分子机制。研究鉴定出4个主要细胞亚群(Cluster 1/2/3/8)和1个特征性亚群(Cluster 12),阐明MYB激活驱动细胞身份转化的关键作用,为BPDCN的精准诊疗提供新靶点。

  

在血液系统恶性肿瘤的"暗物质"中,母细胞性浆细胞样树突细胞肿瘤(BPDCN)犹如一个神秘的宇宙黑洞——这种源自浆细胞样树突细胞(pDC)前体的罕见癌症,虽然仅占造血系统肿瘤的0.44%,却以皮肤损害、骨髓浸润和多脏器受累为特征,中位生存期仅12-16个月。更令人困惑的是,这种疾病展现出CD4+CD56+CD123+的独特免疫表型,却伴随着复杂的分子异常,包括染色体缺失、基因突变和易位等。其中,MYB基因重排被认为是关键的驱动事件,但其具体作用机制和肿瘤细胞异质性始终是未解之谜。

为揭开这一谜团,中南大学湘雅二医院血液科的研究团队开展了一项突破性研究。他们通过对一例携带新型MYB-ZFAT融合基因的BPDCN患儿进行多组学分析,首次在单细胞分辨率下描绘了肿瘤的细胞图谱,相关成果发表在《Cancer Cell International》。这项研究不仅发现了新的致癌融合基因,更重要的是揭示了BPDCN中 previously unappreciated 的细胞异质性,为理解这种"伪装大师"般的肿瘤提供了全新视角。

研究人员采用多管齐下的技术路线:通过流式细胞术(FACS)进行免疫表型分析,核型分析检测染色体异常,转录组测序鉴定融合基因,SMART数据库和I-TASSER进行蛋白结构预测,最后运用10x Genomics平台完成单细胞转录组测序。特别值得注意的是,研究团队从患者骨髓、外周血和皮肤病变处获取了珍贵样本,为后续分析奠定基础。

MYB-ZFAT融合蛋白的结构特征
研究首次报道了由t(6;8)(q23;q24)易位形成的MYB-ZFAT融合基因。这种异常融合导致MYB蛋白在第347位氨基酸处提前终止,丢失了关键的负调控域(NR: AA 518-677),但保留了DNA结合域(R1-R3)和转录激活域(TA)。3D建模显示,与野生型MYB相比,融合蛋白获得了胆固醇、钙离子等新的配体结合位点,这些结构改变可能通过组成性激活MYB信号推动肿瘤发生。

单细胞测序揭示的细胞异质性
研究打破了"BPDCN是单一细胞群体"的传统认知,通过分析52,803个单细胞转录组,发现肿瘤主要由4个特征性亚群构成:

  • Cluster 1表现为原始pDC状态,高表达LCNL1等迁移相关基因,但丢失成熟标志CD303
  • Cluster 2获得B细胞(Kappa/Lambda)和T细胞(CD4/CD7)标记,呈现混合谱系特征
  • Cluster 3同时表达CD56和CD303,显示NK细胞与pDC的杂交特性
  • Cluster 8富集KLF4等细胞周期调控基因,可能是肿瘤增殖的核心群体

伪时序分析勾勒恶性转化轨迹
通过Monocle2算法重建的发育轨迹显示,MYB高表达细胞呈现明确的分化路径:从仅表达CD4/CD123的早期前体(State 3),到获得CD303的中间态(State 1),最终形成同时表达CD56的典型BPDCN细胞(State 2)。特别值得注意的是,Cluster 12虽然高表达MYB和pDC标记,却缺乏CD56,提示可能存在另一种恶性转化途径。

关键信号通路的调控网络
KEGG分析揭示了三条核心通路:

  1. T细胞受体(TCR)信号通路:与CCR7+ DCs的成熟和迁移密切相关
  2. 自然杀伤(NK)细胞毒性通路:解释了CD56+肿瘤细胞的免疫逃逸机制
  3. 造血细胞谱系:反映了肿瘤细胞的多向分化潜能

这项研究的意义犹如在BPDCN的迷雾中点亮了明灯。首先,MYB-ZFAT融合基因的发现为分子诊断提供了新标志物;其次,单细胞分辨率下解析的细胞异质性,解释了为何传统治疗容易产生耐药——不同亚群可能对治疗产生差异性反应;最后,鉴定的关键信号通路为开发靶向药物指明了方向。正如研究者Ruijuan Li和Wenyong Kuang强调的,这项成果不仅深化了对BPDCN发病机制的理解,更开辟了基于细胞亚群精准治疗的新途径。未来,针对MYB通路的抑制剂或可成为破解这一"肿瘤变色龙"的治疗密钥。

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