结直肠癌（CRC）是全球第二大致死性癌症。从基因组的角度来看，该疾病主要由染色体不稳定性（CIN）和微卫星不稳定性（MSI）引起。微卫星不稳定性是指当基因错配修复功能（MMR）受到损害时，DNA复制过程中碱基错配大量积累的现象，通常被称为错配修复缺陷（d-MMR）。CIN和MSI所驱动的突变机制各不相同：CIN主要与APC、TP53、KRAS、SMAD4和PIK3CA基因突变相关，而MSI型CRC则与AXIN1、AXIN2、ACVR2A、TGFBR2、BMPR2和BRAF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，该模型描述了结直肠癌腺瘤-癌症序列的发展进程及其与遗传和基因组变化之间的联系。然而，由于CRC的癌变过程往往持续数十年，腺瘤-癌症序列在体外难以被完整捕捉，真实可靠的体外模型十分匮乏。

在2024年11月1日，荷兰乌特勒支大学的Hans Clevers教授团队在《Nature Cancer》期刊发表了一项研究，首次利用类器官模型在体外追踪描述了CRC腺瘤-癌症序列中涉及的四种关键信号通路的突变。这项研究确认，Wnt通路的突变最早发生，其次是p53、BMP通路及EGFR通路的突变。这些发现进一步强调了这种类器官平台作为腺瘤-癌症序列发展研究模型的可靠性。

对于MMR缺陷型（d-MMR）CRC腺瘤-癌症序列的演变，Wnt、EGFR、BMP和p53等通路的激活和抑制已被证明密切相关。研究人员选择了通过敲除MLH1基因建立的类器官模型MLH1KO，以在体外重现d-MMR型CRC的突变特征。在长期体外培养中，MLH1KO类器官积累了大量自发突变。研究团队通过调节相关通路的生长因子筛选出发生特定突变的类器官，从而确认了不同突变对类器官生长的影响。

肿瘤抑制蛋白APC作为Wnt/β-catenin信号通路的负调节因子，对结直肠癌有重要作用。当APC突变失活后，会导致β-catenin的累积与稳定，激活Wnt通路并诱导肿瘤生长。在之前的实验中，研究团队已证实在CIN型类器官培养基中去除Wnt-3a和Wnt激活剂R-spondin1可以筛选出APC失活的类器官。在这项研究中，研究人员同样采用此法筛选MLH1KO类器官，最终获得了结构紧密且出芽的肿瘤类器官。

通过进一步筛选，研究人员发现EGF、BMP和p53通路的抑制或激活培养基中暂无可长期增殖的细胞系，表明Wnt通路的突变需优先发生。全基因组测序分析显示，存在AXIN1和AXIN2的复合杂合突变，这与以往报道中的相关结论一致。

在此基础上，团队展开了第二轮筛选，结果表明，去除EGF的培养基中几乎没有类器官存活，而添加p53抑制剂Nutlins-3后，只有一个类器官存活并出芽。值得注意的是，虽然在添加BMP抑制剂Noggin的培养基中能够获得大量存活的类器官，但在缺失p53突变的临床亚克隆类器官中，BMPR2的纯合突变并不存在。这一结果进一步验证了ACVR2A突变的依赖性及BMPR2的协同作用。

在经历了Wnt通路和其他关键通路的适应性突变筛选后，研究团队成功构建了包含四种突变的类器官模型，强调了尊龙凯时平台在这一研究中的重要性。这一系列突变的获得证明了MLH1KO类器官作为MSI-H肿瘤发生体外模型的有效性，且最终筛选出的四通路突变体克隆在小鼠体内均表现出致癌性。

总结而言，研究团队通过对MLH1KO类器官的长期培养和关键基因突变的筛选，揭示了结直肠癌发展过程中的重要突变顺序。这一发现为未来的癌症研究与治疗提供了新的方向和可能性。《Nature Cancer》的成果也证明了尊龙凯时在生物医疗领域的深远影响。