Wnt信號(hào)塑造彌漫性胃癌的組織學(xué)變化

胃癌（GC）是全球第五大最常見的癌癥，也是癌癥死亡率的第三大主要原因。Lauren的分類經(jīng)典地將GC分為2種主要的組織學(xué)類型：腸道和彌散性。彌散性GC在2010年世界衛(wèi)生組織（WHO）分類中更名為粘著不良癌（PCC），并進(jìn)一步分為2種組織學(xué)亞型：印戒細(xì)胞癌（SRCC）和非PCC的非SRCC（PCC-NOS）。

今天我們來看一篇題名為：Wnt Signaling Shapes the Histologic Variation in Diffuse Gastric Cancer的文章，文章發(fā)表在Gastroenterology雜志，影響因子17.373。文章通過組織病理學(xué)分析、原位雜交和基因表達(dá)分析，建立了7株彌漫性GC類器官細(xì)胞系。對(duì)于彌漫性GC的遺傳模型，敲除了人正常胃類器官中的CDH1和/或TP53。將綠色熒光蛋白標(biāo)記的GC類有機(jī)物異種移植到免疫缺陷小鼠體內(nèi)進(jìn)行體內(nèi)評(píng)價(jià)。

Wnt和R-spondin (WR)對(duì)PCC類器官形態(tài)的調(diào)節(jié)

建立了7株彌漫性GC類器官細(xì)胞系。全外顯子組測(cè)序和RNA-seq鑒定了所有SRCC中彌散型GC的驅(qū)動(dòng)基因改變，包括CDH1和RHOA突變以及CLDN18-ARHGAP基因融合。所有PCC類器官都需要WR才能生長(zhǎng)，并顯示出緊密聚集的形態(tài)，這與PCC組織學(xué)粘聚力差一致。 值得注意的是，從培養(yǎng)基中除去WR后，細(xì)胞的形態(tài)顯著改變。WR+培養(yǎng)的由緊密聚集的小圓形細(xì)胞構(gòu)成，WR-培養(yǎng)的細(xì)胞由松散連接的腫脹細(xì)胞簇組成。高碘酸希夫染色顯示WR-培養(yǎng)的細(xì)胞中充滿粘蛋白的空泡和移位的細(xì)胞核，這也是印戒細(xì)胞的典型形態(tài)。鑒于組織學(xué)上的相似性，WR+和WR-培養(yǎng)的類器官分別稱為PCC-NOS和SRCC細(xì)胞。與PCC-NOS相比，在RNA序列分析中，SRCC顯示杯狀細(xì)胞標(biāo)記基因（MUC2和KRT20）的高表達(dá)，Wnt靶基因（LGR5和AXIN2）的表達(dá)下調(diào)。與分化的基因表達(dá)模式一致，SRCC WR去除后具有降低的生長(zhǎng)能力和擴(kuò)展。這些結(jié)果表明，Wnt信號(hào)活性控制分化狀態(tài)以及PCC類器官中的形態(tài)變化。

PCC的去分化能力

當(dāng)重新提供WR時(shí)，一些但不是全部的SRCC可以還原為PCC-NOS并在細(xì)胞解離后傳播。SRCC之間的逆轉(zhuǎn)能力差異與TP53突變狀態(tài)平行。為了驗(yàn)證這種基因型-表型關(guān)聯(lián)，研究人員從正常胃類細(xì)胞入手，它們?nèi)狈?/span>CDH1（CDH1KO）或CDH1和TP53（CDH1/TP53DKO）。如前所示，CDH1KO細(xì)胞在rho相關(guān)卷曲線圈形成激酶（ROCK）抑制劑存在下呈囊性形態(tài)，無印戒細(xì)胞結(jié)構(gòu)。無論是否存在ROCK抑制劑，CDH1KO類器官都不僅具有不黏附形態(tài)，而且在去除WR時(shí)也產(chǎn)生了富含粘蛋白的印戒細(xì)胞。再補(bǔ)充WR后，具有CDH1/TP53DKO而非CDH1KO背景的印戒細(xì)胞能夠再生為PCC-NOS。這些結(jié)果表明，TP53突變有助于SRCC的表型可塑性和增強(qiáng)的致瘤能力。

患者來源組織中PCC亞型的研究

為了確定PCCs中SRCC和PCC-NOS亞型的特異性是否與人PCC組織中Wnt信號(hào)的激活同時(shí)發(fā)生，采用原位雜交和免疫組織化學(xué)方法評(píng)估了從PCC標(biāo)本中獲得Wnt靶基因的表達(dá)。與SRCC和PCC-NOS中的基因表達(dá)模式一致，LGR5的表達(dá)僅限于PCC-NOS隔室，而SRCC組分特異性表達(dá)KRT20。值得注意的是，LGR5⁺PCC-NOS區(qū)域經(jīng)常位于R-spondin3⁺成纖維細(xì)胞周圍，表明這些成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)PCC中的Wnt信號(hào)激活。

異種移植的PCC類器官在體內(nèi)再現(xiàn)了腫瘤的組織學(xué)異質(zhì)性

PCC未能在皮下和腎包膜下生長(zhǎng)，提示這些部位缺乏WR生態(tài)位。相反，移植到去除上皮的結(jié)腸上，綠色熒光蛋白標(biāo)記的PCC類器官可通過提供WR生態(tài)位而有效地形成腫瘤。結(jié)腸鏡顯示了硬化的腫瘤生長(zhǎng)。植入的PCC形成了WR依賴的分層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由PCC-NOS和SRCC組成，并再現(xiàn)了原始PCC組織。

為了驗(yàn)證這兩種組織學(xué)亞型的克隆起源，克隆了PCC細(xì)胞異種移植到胃壁。PCC取代了宿主上皮，形成了具有Wnt依賴性分化組織結(jié)構(gòu)，使人聯(lián)想到初級(jí)PCC組織。在結(jié)腸和胃異種移植物中，表達(dá)LGR5的PCC經(jīng)常位于小鼠R-spondin3⁺成纖維細(xì)胞附近。從另一個(gè)患者來源的PCC克隆中獲得了相同的結(jié)果。

    為了確定與基質(zhì)細(xì)胞的相互作用是否可以調(diào)節(jié)PCC的組織學(xué)亞型，將PCC與產(chǎn)生WR的腸基質(zhì)細(xì)胞共同培養(yǎng)?；|(zhì)細(xì)胞替代外源WR，并允許PCC以PCC-NOS形態(tài)繁殖。抑制劑能Wnt配體的產(chǎn)生，抑制PCC-NOS的生長(zhǎng)并誘導(dǎo)SRCC的轉(zhuǎn)化。這些效應(yīng)通過添加WR而逆轉(zhuǎn)。這些結(jié)果表明，基質(zhì)WR生態(tài)位環(huán)境調(diào)節(jié)PCC-NOS和SRCC之間的病理組織亞型規(guī)范。

    SRCC和PCC-NOS在克隆上是相同的，并且它們的形態(tài)受到細(xì)胞外Wnt和R-spondin表達(dá)的調(diào)節(jié)。 該文章結(jié)果解釋了人類彌散性GC中的遺傳突變和腫瘤環(huán)境如何塑造病理組織學(xué)和生物學(xué)表型。