單細胞外顯子組測序發(fā)現(xiàn)腎細胞癌干細胞三個驅(qū)動突變基因KCP, LOC440040 和LOC440563

    腎細胞癌（RCC）占成人惡性腫瘤3%。腫瘤干細胞在腎癌發(fā)生、發(fā)展和耐藥性產(chǎn)生中起重要作用。最近，單細胞外顯子組測序已被用于評估多類腫瘤的體細胞突變，尚未系統(tǒng)地運用于識別腫瘤干細胞的關鍵驅(qū)動基因。作者從RCC病人體內(nèi)分離CD133+RCC 和CD133–RCC 細胞，發(fā)現(xiàn)只有CD133+RCC 細胞具有 sphere-forming capability。將CD31–CD45– ，CD31–CD45–CD133–，和CD31–CD45–CD133+RCC分別皮下注射到NOD/SCID小鼠，結果顯示注射CD31–CD45–CD133+ 細胞的小鼠可見明顯腫瘤，注射其它兩類細胞小鼠體內(nèi)都未發(fā)現(xiàn)腫瘤。

    作者又從同一個病人體內(nèi)分離10個CD133+RCC， CD133–RCC和正常腎細胞進行單細胞外顯子組測序，癌組織和癌旁組織進行外顯子組測序。發(fā)現(xiàn)大部分突變集中在CD133+RCC中（圖1A），KCP基因的c.A241T>p.R81W突變，LOC440563基因的c.G316A>p.G106S突變，和LOC440040基因的c.A406T>p.N136Y 突變。C/G>T/A，A/T>C/G 和A/T>G/C 突變在RCC中常見，相較于CD133–RCC，A/T>T/A突變在CD133+RCC中更為常見（圖1B）。 通過PCA分析，發(fā)現(xiàn)CD133+RCC散亂分布且離正常腎細胞與CD133–RCC較遠（圖1D）。進化樹分析顯示正常腎細胞與CD133–RCC距離更近 （圖1E）。利用CRISPR-Cas9技術導入20個突變基因到786-O，發(fā)現(xiàn) KCP突變促進細胞成球，將余下基因與 KCP 搭配導入細胞，發(fā)現(xiàn)LOC440040 與 KCP 協(xié)同突變顯著增強細胞成球力。KCP 、LOC440040 、LOC440563 三者協(xié)同突變，效果最佳，將三者突變的細胞導入小鼠，檢測到更多腫瘤。對 57個病人的KCP 、LOC440040 、LOC440563 突變位點進行Sanger測序，結果顯示超過20% 病人至少攜帶一個突變（圖1H），5.2% 同時攜帶這三個突變（圖1K）。這些病人切除原發(fā)瘤后，腫瘤復發(fā)時間明顯短于其他人（圖1L）。

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