源自毛囊的默克尔细胞癌小鼠模型

《Journal of Investigative Dermatology》：Mouse model of Merkel cell carcinoma derived from the hair follicle

　　

麦迪逊·韦伯|阿曼达·阿克曼|李梦妍|谢恩·A·米汉|埃琳娜·埃日科娃

美国纽约州纽约市西奈山伊坎医学院干细胞生物学与再生医学系，邮编10029

摘要

默克尔细胞癌是一种高度侵袭性的神经内分泌皮肤癌，其起源细胞及发病机制至今尚不完全清楚。大多数默克尔细胞癌肿瘤存在默克尔细胞多瘤病毒DNA的单克隆整合，该病毒会表达病毒小T抗原（sT-Ag）和大T抗原（LT-Ag），这些抗原是推动肿瘤发展的关键因素。然而，MCPyV T抗原如何促使细胞发生转化从而引发默克尔细胞癌的机制仍不明确，部分原因在于缺乏具有生理相关性的体内模型。基于我们之前的研究——该研究表明表达SOX9的毛囊默克尔细胞前体易受T抗原介导的重编程影响——我们构建了一种小鼠模型，在该模型中，SOX9阳性细胞中sT-Ag的表达以及Trp53基因的抑制会导致出现具有与人默克尔细胞癌相似组织学和免疫表型特征的转移性神经内分泌肿瘤。重要的是，虽然单独的sT-Ag可诱导部分与默克尔细胞癌相关的基因表达，但要在毛囊中实现神经内分泌细胞系的转分化，还需抑制p53基因。总体而言，这些研究加深了我们对默克尔细胞癌生物学特性的理解，并建立了一种可在易处理的免疫功能正常系统中用于研究新发默克尔细胞癌肿瘤发生机制的模型，这一模型将为该领域的进一步研究提供重要助力。

章节节选

引言

默克尔细胞癌是一种罕见的、具有高度侵袭性的皮肤恶性肿瘤，具有神经内分泌特征，且往往由病毒引起（相关综述见Coggshall等人2018年的研究）。大量晚期默克尔细胞癌肿瘤对目前获批的为数不多的化疗和免疫疗法存在先天或后天耐药性，而反复治疗还会导致更差的预后，使得许多患者缺乏有效的治疗方案（Iyer等人2016年；Mo等人2025年；Paulson等人2018年）。

至少80%的所有

结果

p53蛋白会在sT-Ag驱动的毛囊肿瘤中积累。

基于我们之前的研究，表达SOX9的毛囊角质形成细胞具有独特的特性，能够被sT-Ag驱动发生重编程，进而形成表达部分默克尔细胞癌标志基因的肿瘤（Weber等人2023年）。这与表皮中的其他细胞群不同，比如KRT5阳性的基底表皮细胞，它们除了需要T抗原外，还需要默克尔细胞系驱动基因Atoh1的表达，才能出现类似默克尔细胞癌的转录程序变化（Verhaegen等人）。

讨论

总之，这些研究建立了一种小鼠模型，通过利用MCPyV的sT-Ag表达以及Trp53基因的抑制作用，促使表达SOX9的毛囊角质形成细胞发生肿瘤病变。在sT+p53荧光阳性小鼠中观察到的神经内分泌肿瘤，具有与默克尔细胞癌相似的多种组织学和分子特征。这些肿瘤既具备神经内分泌肿瘤的通用特征，也具有默克尔细胞癌特有的特征，比如KRT8蛋白的点状免疫染色阳性，同时没有其他类型肿瘤的诊断标志物。

小鼠模型

实验小鼠饲养在西奈山伊坎医学院比较医学与外科中心。本研究所采用的动物实验方案已获得国际实验室护理评估与认证协会认可的马萨诸塞州西奈山伊坎医学院动物实验伦理委员会批准，批准编号为IPROTO202100000011。C57BL/6-Sox9^{em1(cre/ERT2)Tchn/J}（Sox9^CreER）品系是由陈实验室培育出来的（Xu等人2015年）。

伦理声明

本实验是按照《赫尔辛基宣言》的要求开展的。

动物实验：本研究中动物组织样本的采集已作为研究方案的一部分获得批准。本实验所用的动物实验方案同样获得了国际实验室护理评估与认证协会认可的马萨诸塞州西奈山伊坎医学院动物实验伦理委员会批准，批准编号为IPROTO202100000011。这项动物实验已经获得批准。

数据可用性声明

如有合理需求，所有数据均可向通讯作者获取。

利益冲突声明

作者声明不存在任何利益冲突。

作者贡献声明

概念构思：MW、EE、MYL；正式分析：MW、AA、S.A.M；资金筹集：EE；实验研究：MW、AA；方法设计：MW、MYL；验证工作：AA；数据可视化：MW、AA；初稿撰写：MW、AA；论文审阅与修改：MW、AA、MYL、EE。修订工作由AA、MYL、EE负责完成。

关于生成式人工智能或大型语言模型的声明

撰写本手稿时未使用任何人工智能或大型语言模型工具。

. p53蛋白会在sT-Ag驱动的SOX9衍生肿瘤中积累。(a) Sox9^CreER;ROSA^sT（sT）小鼠的实验方案。(b) P110时期p53^WT（野生型）小鼠和sT小鼠毛囊的H&E染色图像。毛囊以黄色虚线标出。比例尺为50微米。(c) P110时期野生型小鼠和sT小鼠毛囊中总p53蛋白（红色）、Ki67蛋白（绿色）和K14蛋白（白色）的免疫荧光染色图像。毛囊以黄色虚线标出。白色方框标出了

未引用参考文献

Cejas等人，2021年；MariaI等人，2008年；Kervarrec等人，2022年；Starrett等人，2020年；Zhang等人，2013年。

致谢

对于在实验过程中给予的帮助、提供的关键试剂以及提出的宝贵建议，我们要感谢Sergei Ezhkov、Michael Rendl博士、Andrew Ji博士以及Masahiro Shuda博士。作者们还要感谢Patrick Moore博士慷慨赠送的品系小鼠，以及中国北京国家生物科学研究院的Ting Chen博士提供的^{em1(cre/ERT2)Tchn}/J品系小鼠。同时，我们也要感谢Nazifa Salsabeel在构建用于实验验证的默克尔细胞癌细胞系异种移植肿瘤方面所提供的帮助。