撰文
雪月
#肿瘤#
TP53肿瘤抑制基因的失活、突变与侵袭性和难治性肿瘤有关。早期的研究是将p53与DNA损伤诱导的细胞周期检查点联系起来。P53失活导致基因组不稳定，这也表明p53充当基因组守护者，防止细胞出现促肿瘤突变。之后的研究又表明p53在转录水平上多种细胞生物学过程。这些作用都能抑制肿瘤发生。抑制p53这些过程对肿瘤维持也至关重要。但是杂合性p53缺失影响肿瘤发生的模式还知之甚少。而基因组不稳定性如何塑造p53突变谱系也尚不清楚。
年8月17日，来自纪念斯隆-凯特琳癌症中心的ScottW.Lowe团队在Naure上发表题为Orderedanddeterministiccancergenomeevolutionafterp53loss的文章。该文章通过自创的p53突变追踪系统揭示了p53失活会导致基因组发生特定模式的改变，而不是随机发生突变。并且这一模式在人肿瘤中也存在。
作者首先在小鼠胰腺癌模型KPC。这个模型由致癌KrasG12D等位基因激活和TP53单个等位基因失活驱动的。在肿瘤发展过程中，另一个p53也会丢失。为了加快实验研究并实现特定阶段基因干扰，作者开发了一系列多等位基因胚胎干细胞（GEMM-ES）产生的PDAC模型。通过在表达突变Kras的胰腺细胞中整合诱导表达的shRNA，作者接下来研究了肿瘤抑制分子丢失在肿瘤早期形成的作用。为了追踪细胞失去等位p53基因活性，作者设计了一个追踪系统。如果一个p53基因失活，细胞为双荧光阳性，一旦另一个p53失活，细胞会变成单荧光阳性。这样就可以分析在p53转变过程中基因模式的变化。
分析发现PDAC中保留一个p53的细胞只是表现出癌前组织病理特征，无论细胞位于肿瘤内哪些位置。杂合性p53的丢失也就是两个p53都失去活性的细胞则具有肿瘤恶性组织学的特征。而且从PDAC组织中分选出的两个p53都是失活的细胞具有更大的肿瘤诱导能力。这些结果表明在表达致癌Kras的胰腺细胞中单个p53活性丢失并不足以赋予强大的致癌能力，随着时间推移，高水平诱导癌症的能力是靠p53双失活获得的。
为了探究p53失活后对基因组的影响，作者进行了sparseWGS分析，发现一个p53失活的细胞很少有拷贝数改变，并且都是二倍体，而两个p53都失活的细胞基因组已经高度重排，也常是多倍体。作者有深入分析了与肿瘤驱动相关的一些基因突变发现，P53突变肿瘤中的基因组进化的选择在物种之间是相似的，这些突变在p53突变的人肿瘤中也存在。分析基因组进化作者发现，在基因组进化阶段，p53双等位基因缺失可以与拷贝数变化获得以及细胞倍数状态、恶性转化直接相关。随后通过分析作者确立了胰腺癌形成过程中基因组进化的模式：p53杂合性丢失，导致完全失去活性，然后是基因缺失的累积、多倍体形成，染色体增益扩增，拷贝数变化更为普遍。最后作者在PDAC患者中分析观察到双等位基因p53突变的多倍体比二倍体PDAC患者更容易出现转移，并且与患者存活率相关。这也表明小鼠中的基因组进化模式在人类中也存在。
本研究利用小鼠胰腺癌模型以及p53突变追踪系统证明了在p53活性缺失导致的基因组变化以及恶性转化不是随机的，它是通过各个阶段有序的发生的，并不断促进肿瘤进展。
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