首尔大学医院入口与建筑立面
首尔大学医院,2026 年(Kimhs5400 / Wikimedia Commons;CC BY 4.0)

配对模型的组织来源

2025 年 11 月 4 日,Translational Oncology 发表结直肠原发灶与肝转移灶类器官多组学研究。首尔大学医学院(Seoul National University College of Medicine)等机构团队使用 5 名患者的配对材料,比较原发部位与转移部位的分子和药物反应特征。

其中 4 个病例的模型由早期代次细胞系建立,1 个病例直接由患者组织建立。配对模型的主要驱动突变及整体基因表达较为相似,但不同患者之间存在明显差异。

研究共分析 11 个类器官模型。不同模型可呈现囊性或实心结构,但原发灶与肝转移灶之间没有清楚的形态分界。配对模型还共享大部分驱动突变,APC、KRAS 和 TP53 等变化更多体现患者之间的差别。

总体表达相似,局部差异具有患者特征

转录组分析在肝转移灶模型中筛得 21 个表达升高的基因,其中 CXorf58、CENPI、GIMAP1 和 GOPC 在外部同类数据中也呈升高方向;CENPI 在两个队列均达到统计学显著。通路分析则显示明显的患者间异质性,上皮间质转化和血管生成等通路没有在全部配对样本中呈现一致方向。

团队从培养液中获取外泌体相关 miRNA,结合其预测靶基因和实际 RNA 测序结果寻找关联。不同病例分别涉及脂质代谢、ERK1/2 信号、器官发育或细胞连接等过程;直接来自组织的那个病例没有足够靶基因支持显著的生物过程富集。

将药物反应纳入多组学分析

团队筛选 21 种化合物,包括与患者治疗记录相关的氟尿嘧啶、奥沙利铂和伊立替康,以及多种靶向药物。每项至少进行 3 个技术重复,以剂量—反应曲线下面积汇总药物敏感性,再与基因表达及外泌体 miRNA 数据整合。

整合模型输入经筛选的 319 个 mRNA、296 个 miRNA 及 21 项药物反应,提取跨数据类型的共同特征。研究发现 miR-3613-5p、真核延伸因子 2 激酶(eukaryotic elongation factor 2 kinase,eEF2K)表达与 TAS-102 反应之间的关联,还筛得可区分原发灶与转移灶模型的 15 项组合特征。

作者进一步查找 miR-3613-5p 的候选靶基因及蛋白相互作用网络,发现 EIF4B、POLDIP3 和 RPL37 等可能通过翻译调控过程与 eEF2K 联系。这一解释来自表达关联和计算分析,论文将其作为后续功能研究的线索。

KRAS 相关特征与瑞戈非尼反应参与模型分类

另一项分类分析同时纳入药物反应、通路富集分数和 miRNA 表达。KRAS 信号相关基因集 HALLMARK_KRAS_SIGNALING_DN 与瑞戈非尼反应成为主要分支特征;大多数转移灶模型的该基因集富集分数较低,一个分数较高的转移灶模型则显示更强的瑞戈非尼敏感性。

在变量重要性排序中,转化生长因子 β(transforming growth factor-β,TGF-β)信号也是区分模型来源的重要特征。作者强调,这些结果来自当前的小队列,KRAS 信号与瑞戈非尼反应之间的直接机制关系仍待研究。

候选关联的队列与组织资料范围

论文讨论药物反应与分子信号的联系,并指出队列较小。原始肿瘤组织没有保留,因此本次也没有直接完成肿瘤组织与类器官的基因组一致性比较。

作者提出,需通过进一步功能研究检验 miR-3613-5p、eEF2K 与 TAS-102 反应之间的机制联系,并扩大样本验证这些候选关联。

来源与延伸阅读

  1. Kim CY, Kim SC, Shin R, et al. Integrative multi-omics of matched primary and liver metastatic colorectal cancer organoids identifies putative molecular targets. Translational Oncology. Published 2025-11-04. doi:10.1016/j.tranon.2025.102592. ↗

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