原創(chuàng) 生物世界 生物世界 收錄于合集 #癌癥研究 389個

撰文丨nagashi

編輯丨王多魚

排版丨水成文

無論是在外形、性格和思維上，男性女性之間都有顯著性差異。然而，性別不僅僅影響這些，科學(xué)研究表明，性別對許多人類疾病的發(fā)生發(fā)展有異質(zhì)性影響，包括肥胖、衰老、新冠感染、阿爾茨海默病等等，以及更為致命的癌癥。

事實上，長期以來，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)性別可以影響癌癥發(fā)病率、臨床結(jié)局和癌癥生物學(xué)。例如，在大多數(shù)癌癥類型中，男性患者的預(yù)后往往比女性患者更差。這種差異背后的性別特異機制尚未得到深入理解，但一些研究認(rèn)為Y染色體可能在其中發(fā)揮了關(guān)鍵功能。

2023年6月21日，國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Nature 同期發(fā)表的兩篇研究論文，揭示了Y染色體在癌癥結(jié)局的性別差異中所起到的作用，使得雄性通常比雌性受到更大的不利影響。

其中一篇論文題為：Histone demethylase KDM5D upregulation drives sex differences in colon cancer，由德克薩斯大學(xué)MD安德森癌癥中心 Ronald DePinho 團隊完成，Jiexi Li 為論文第一作者。

這項研究識別出了Y染色體上的一個上調(diào)基因——KDM5D，在雄性小鼠結(jié)直腸癌中通過驅(qū)動腫瘤侵襲、幫助免疫逃逸造成性別差異。

另一篇論文題為：Y chromosome loss in cancer drives growth by evasion of adaptive immunity，由美國西達賽奈醫(yī)療中心 Dan Theodorescu 團隊和俄亥俄州立大學(xué) Zihai Li 團隊完成，Hany Abdel-Hafiz、Johanna M. Schafer 和陳興宇為論文共同第一作者。

該研究表明，在膀胱癌中，缺失Y染色體會產(chǎn)生更為免疫抑制的腫瘤微環(huán)境，造成更差臨床結(jié)局。

這些發(fā)現(xiàn)將為理解癌癥的性別差異提供基礎(chǔ)生物學(xué)證據(jù)，或?qū)⒁龑?dǎo)新型癌癥免疫治療方法和潛在癌癥生物標(biāo)志物的開發(fā)，降低與性別相關(guān)的癌癥風(fēng)險。

KDM5D上調(diào)導(dǎo)致結(jié)腸癌的性別差異

性別對癌癥的發(fā)病率、譜系和臨床結(jié)果有著深遠的影響，但這種性別差異的分子和遺傳基礎(chǔ)尚不明確。此前有研究推斷為X染色體基因和性激素的影響，但這些研究忽視了人類一個更特殊的染色體——Y染色體。

值得一提的是，癌癥的性別差異在結(jié)直腸癌（CRC）中尤其突出，在這種癌癥中，男性的轉(zhuǎn)移率和死亡率明顯比女性更高。在MD安德森癌癥中心的研究中，通過構(gòu)建小鼠CRC模型，研究團隊發(fā)現(xiàn)，在攜帶致癌突變KRAS（KRAS*）的CRC雄性小鼠中，癌癥的轉(zhuǎn)移更高、預(yù)后更差。

KDM5D與性別特異性的KRAS* CRC轉(zhuǎn)移相關(guān)

綜合跨物種分子和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，Y染色體上的組蛋白去甲基化酶KDM5D是由KRAS*介導(dǎo)的STAT4轉(zhuǎn)錄因子激活驅(qū)動的轉(zhuǎn)錄上調(diào)基因。此外，KDM5D依賴性染色質(zhì)標(biāo)記和轉(zhuǎn)錄組變化顯示上皮細胞緊密連接和主要組織相容性復(fù)合體I類（MHC I）的調(diào)節(jié)因子受到抑制。

CRC癌細胞的KDM5D缺失增加了緊密連接的完整性，降低了細胞的侵襲性，增強了CD8+ T細胞對癌細胞的殺傷作用。相反，經(jīng)過KDM5D轉(zhuǎn)基因工程改造的小鼠，在癌細胞中特異性高表達KDM5D，并表現(xiàn)出更強侵襲性腫瘤的傾向。

KDM5D抑制MHC I類抗原的加工和呈遞

因此，KRAS*-STAT4介導(dǎo)的Y染色體KDM5D的上調(diào)通過破壞癌細胞粘附特性和腫瘤免疫，顯著促進了KRAS* CRC的性別差異，為降低KRAS* CRC患者的轉(zhuǎn)移風(fēng)險提供了一種可操作的治療策略。

Y染色體丟失促進癌癥免疫逃逸

Y染色體對男性性別的決定和精子的發(fā)生至關(guān)重要。最近的研究表明，Y染色體缺失（LOY）存在于多種癌癥類型中，包括10-40%的膀胱癌。這并不奇怪，因為膀胱癌通常是由環(huán)境因素導(dǎo)致，例如接觸煙草或工業(yè)化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)暴露都可能導(dǎo)致DNA損傷和LOY。然而LOY與癌癥之間的臨床和生物學(xué)意義尚未清楚。

在雪松西奈醫(yī)療中心的這項研究中，研究團隊通過基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究，報道了LOY與膀胱癌患者預(yù)后不良相關(guān)。研究團隊首先對300名男性膀胱癌患者的臨床數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析，由此識別出Y染色體缺失和較差預(yù)后存在關(guān)聯(lián)。

Y染色體缺失與男性膀胱癌患者的預(yù)后較差相關(guān)

研究人員接著研究了膀胱癌細胞系，他們發(fā)現(xiàn)，與有Y染色體（Y+）的腫瘤相比，缺失Y染色體（Y-）的腫瘤更具侵襲性。高維生長細胞分析表明，Y-腫瘤促進腫瘤微環(huán)境中CD8+ T細胞的顯著功能障礙或衰竭。這些缺陷通過單核RNA測序和人類膀胱癌的空間蛋白質(zhì)組學(xué)評估進行了驗證。

Y-腫瘤促進腫瘤微環(huán)境中CD8+ T細胞的衰竭

更有趣的是，研究團隊還發(fā)現(xiàn)， 無論是人類還是小鼠，Y染色體缺失導(dǎo)致腫瘤對某種特定類型免疫療法更敏感。例如，與Y+腫瘤相比，Y-腫瘤在小鼠和癌癥患者中對抗PD1免疫檢查點封鎖治療的反應(yīng)增加，指明這類膀胱癌亞群的一個潛在治療路線。

總而言之，這兩項研究表明，決定雄性性別的Y染色體對于癌癥的發(fā)生發(fā)展有著重要影響，Y染色體缺失（LOY）或相應(yīng)的Y染色體基因缺失（如KDM5D和UTY），將賦予多種癌癥更強的侵襲性表型，促進T細胞衰竭，從而導(dǎo)致了癌癥的性別差異現(xiàn)象。

當(dāng)然，從另一個角度來看，這種性別差異也表明，對于不同性別的癌癥患者，其生物標(biāo)志物和有效治療方法也有所不同，這將促進新型癌癥診斷和治療方法的發(fā)展。

論文共同第一作者：陳興宇，Research Bioinformatician I，目前就職于西達賽奈醫(yī)療中心（2022全美最佳醫(yī)院排行榜中名列加州第一，全美第二），致力于單細胞基因組/轉(zhuǎn)錄組測序及空間組學(xué)的生物信息學(xué)分析、癌癥基因組和腫瘤免疫學(xué)的研究，擅長利用前沿的實驗技術(shù)和生物信息學(xué)方法進行腫瘤及其微環(huán)境的異質(zhì)性、耐藥性以及細胞相互作用等方面的研究。聯(lián)系方式：Xingyu.Chen@cshs.org

論文鏈接：

1. https://www.nature.com/articles/s41586-023-06254-7

2. https://www.nature.com/articles/s41586-023-06234-x

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網(wǎng)址: 兩篇Nature論文揭示男性為什么比女性更易患癌且結(jié)局更差 http://m.u1s5d6.cn/newsview545837.html