结直肠癌（CRC）是全球第二大致死性癌症。从基因组层面分析，CRC主要又染色体不稳定性（CIN）或微卫星不稳定性（MSI）引起。MSI是指在基因错配修复功能（MMR）受损的情况下，DNA复制过程中碱基错配大量积累的现象，也称为错配修复缺陷（d-MMR）。引起这两种基因组不稳定性的突变各不相同：CIN通常由APC、TP53、KRAS、SMAD4和PIK3CA等基因的突变引发；而MSI型CRC则与AXIN1、AXIN2、ACVR2A、TGFBR2、BMPR2和BRAF基因的突变密切相关。

1990年，美国科学院院士Vogelstein和Fearon教授提出了Vogelgram模型，该模型描述了CRC腺瘤-癌症序列的发展过程与遗传及基因组变化之间的联系。然而，由于CRC的癌变过程往往需要数十年，其腺瘤-癌症序列在体外难以被完整捕捉，因此可靠的体外模型尤其稀缺。

2024年11月，荷兰乌特勒支大学Hans Clevers教授团队在《Nature Cancer》期刊上发表了一项研究，首次利用类器官模型在体外跟踪描述了CRC腺瘤-癌症序列发展中涉及的四种关键信号通路突变。通过去除和添加生长因子，该研究成功筛选出自发突变的肿瘤类器官，并在移植小鼠后诱导了CRC的发生，进一步验证了该平台作为腺瘤-癌序列研究模型的可靠性。

Wnt、EGFR、BMP、p53等通路的激活或抑制已被证实与MMR缺陷型（d-MMR）CRC的腺瘤-癌序列演进有密切关联。为了解码背后的基因突变机制，研究人员选择了类器官模型MLH1KO。该模型通过敲除MLH1基因可以在体外短期培养中重现d-MMR型CRC的突变特征。

在研究中，MLH1KO类器官在长期培养中积累了大量自发突变。研究人员通过在培养基中分别去除与此相关的生长因子或添加抑制因子，以筛选出相应的突变类器官并识别突变基因。例如，Wnt通路激活的突变基因在类器官中已自发出现，即使剥夺了Wnt生长因子，其生长依然不受影响，而未发生该突变的类器官则会死亡。

肿瘤抑制蛋白APC是Wnt/β-catenin信号通路的负调节因子。在CIN型CRC中，当APC突变失活时，β-catenin累计并稳定，Wnt通路被激活，从而引发肿瘤的生长和分化。本研究中，采用相同的思路使用培养基筛选MLH1KO类器官自发积累的突变，获得了致密且具芽生结构的类器官。

后续的研究持续测试EGF、BMP和p53通路的抑制，结果显示几乎没有类器官存活，表明Wnt通路的突变必须优先发生。全基因组测序结果显示多个AXIN1和AXIN2突变与先前的研究相一致，建议双等位基因功能丧失突变可以激活Wnt通路并诱导CRC的生长和增殖。

在Wnt通路突变的基础上，研究人员进行了第二轮筛选。结果显示，在去除EGF的培养基中几乎没有类器官存活，而在添加Nutlins-3的培养基中，仅有一个类器官存活。这一发现确认了p53在肿瘤发展中的重要性。随着第二轮筛选的深入，观察到了ACVR2A和BMPR2的突变，验证了与散发性CRC中相关突变的关系。

最终的结果指出，类器官的β-catenin和Ras通路突变在肿瘤的演化中扮演了关键角色，表明这些模型的潜力及对癌症研究的贡献。

这一系列研究的成果不仅表明自发突变的类器官能够保留腺瘤-癌序列发展的能力，更是昭示了在未来的生物医疗研究中，如何利用这些可靠的平台来解码复杂癌症的发生机制。毕竟，人生就是博-尊龙凯时，让我们在科学探索中不断前行。