患者來源類器官（PDOs）作為可高度還原原代腫瘤組織結(jié)構(gòu)、突變譜與藥物反應特征的三維體外模型，已成為破解結(jié)直腸癌（CRC）異質(zhì)性與化療耐藥機制重要的研究平臺。結(jié)直腸癌屬于全球范圍內(nèi)發(fā)病概率偏高的消化道惡性腫瘤，F(xiàn)OLFOX、FOLFIRI聯(lián)合抗EGFR單抗雖為當前一線治療的主體方案，但仍有相當比例的患者因原發(fā)或獲得性耐藥而預后不佳。如何在分子分型（CMS）框架下識別耐藥驅(qū)動因子，并以類器官為橋梁開展可轉(zhuǎn)化的聯(lián)合干預策略驗證，已成為該領域亟需突破的關鍵命題。

2026年5月，印度理工學院坎普爾分校（IIT Kanpur）科研團隊聯(lián)合多家科研機構(gòu)，在《Nature Communications》在線發(fā)表題為"DKC1 promotes colorectal cancer progression and therapy resistance by dysregulating sphingolipid biosynthesis"的研究論文。研究團隊系統(tǒng)闡明了端粒酶復合體核心組分DKC1在CRC進展與一線化療耐藥中的關鍵作用，揭示了DKC1—WNT信號正反饋環(huán)路與DKC1—SOX2—SGPP2鞘脂代謝調(diào)控軸的雙重機制，并借助FOLFOX耐藥患者來源類器官驗證了DKC1與WNT雙靶向聯(lián)合干預的協(xié)同療效，為CMS2亞型CRC的精準治療提供了全新視角。

1.揭示新型分子分型驅(qū)動機制：明確DKC1高表達定義了與WNT信號高度活化的CMS2亞型CRC，并與DKC1—β-catenin構(gòu)成正反饋環(huán)路，驅(qū)動腫瘤發(fā)生與維持。

2.解析鞘脂代謝調(diào)控新軸：發(fā)現(xiàn)DKC1—SOX2復合物在轉(zhuǎn)錄層面驅(qū)動SGPP2表達，重塑神經(jīng)酰胺合成的補救途徑，使C23、C24等超長鏈脂肪酸神經(jīng)酰胺在腫瘤組織與外周血中顯著富集，提示其作為血漿非侵入性診斷標志物的潛力。

3.類器官證實聯(lián)合治療新策略：在FOLFOX耐藥患者來源類器官中證實DKC1抑制劑吡唑呋林聯(lián)合WNT抑制劑XAV939可協(xié)同逆轉(zhuǎn)耐藥，為難治性CRC提供可轉(zhuǎn)化方案。

02 研究內(nèi)容

研究團隊首先通過組織芯片（TMA, N=75）的免疫組化分析發(fā)現(xiàn)，約31%的CRC原發(fā)腫瘤中DKC1呈高強度表達，45%呈中等強度；進一步基于GSE6988隊列、印度患者樣本（N=13）的免疫印跡與免疫熒光，均證實DKC1在腫瘤組織中顯著升高。泛癌RNA-seq（GDC-PANCAN）數(shù)據(jù)顯示DKC1在CRC中特異性高表達，提示其作為靶點具有較低的脫靶風險。值得關注的是，無論患者KRAS或BRAF突變狀態(tài)如何，高DKC1均與不良預后相關；TCGA-COAD的Kaplan-Meier生存分析表明，DKC1高表達組復發(fā)無生存期明顯縮短。基于1538例CRC患者綜合數(shù)據(jù)的差異表達分析共獲得265個上調(diào)基因，富集于細胞周期調(diào)控、有絲分裂、DNA復制等致瘤性生物學過程（圖1）。

圖1. 結(jié)直腸癌患者中DKC1高表達與疾病侵襲性及不良生存相關。a. CRC患者TMA（N=75）DKC1免疫組化代表性圖像，比例尺為100 μm（整切片）、40 μm（局部放大）。b. 基于(a)中染色強度的CRC患者分布柱圖。c. 同批樣本H-score（0–300）分布：高（N=23）、中（N=34）、低（N=18）。d. Ki-colon隊列（GSE6988）中正常（N=28）與原發(fā)腫瘤（N=52）DKC1表達散點圖。e. 印度CRC患者（N=13）腫瘤與癌旁正常組織DKC1免疫印跡密度定量。f. 印度CRC患者腫瘤（N=6）與癌旁正常（N=5）DKC1免疫熒光代表性圖像，比例尺5 μm。g. (f)中DKC1/DAPI平均熒光強度定量。h. TCGA-COAD隊列中DKC1高/低組（n=243）復發(fā)無生存Kaplan-Meier曲線。i. 與DKC1高表達正相關的265個基因經(jīng)DAVID富集分析所得上調(diào)生物學過程。

圖2. DKC1激發(fā)CRC致瘤表型并介導腫瘤發(fā)生。a. DKC1敲低與對照SW620細胞差異通路DAVID分析。b. shSCRM、shDKC1-2、shDKC1-3 SW620細胞增殖曲線。c. 同上細胞克隆形成實驗，比例尺1 mm。d. 腫瘤球形成實驗，比例尺400 μm。e. 腫瘤球中干性標志物表達。f. G2/M期相關基因表達。g. 凋亡通路蛋白免疫印跡。h. SW620 shSCRM與shDKC1接種NOD/SCID小鼠（N=6）后腫瘤體積曲線。i. 同(h)腫瘤大體圖與腫瘤體積縮減百分比。j. 腫瘤切片DKC1與Ki67免疫組化（比例尺50 μm）與定量。k. 強力霉素誘導型shDKC1細胞接種裸鼠（N=5）的腫瘤生長曲線。l. 同(i)，針對Dox可誘導系統(tǒng)。m. 同(j)，針對Dox可誘導系統(tǒng)。圖2k繪制使用BioRender。

圖3. DKC1受經(jīng)典WNT信號轉(zhuǎn)錄調(diào)控。a. TCGA-COADREAD中DKC1及WNT靶基因在不同CMS亞型的熱圖。b. CPTAC隊列（N=76）中各CMS亞型DKC1蛋白表達。c. Apc改變狀態(tài)下小鼠結(jié)腸組織（GSE65461）不同時間點Dkc1表達盒須圖。d. siRNA沉默CTNNB1后SW620、WiDr與Colo320HSR細胞DKC1轉(zhuǎn)錄水平。e. 同(d)蛋白水平，CD44為陽性對照。f. 三例CRC PDOs經(jīng)WNT3A刺激后DKC1亞細胞表達免疫印跡；Lamin A為核內(nèi)對照、α-tubulin為胞質(zhì)對照、p-β-catenin（Ser675）為WNT激活陽性對照。g. DKC1啟動子上β-catenin結(jié)合基序（CBM1–4）位置示意（上）與SW620細胞β-catenin ChIP-qPCR富集結(jié)果（下），LGR5、ANKARD5為陽性對照，CD70為陰性對照。h. 經(jīng)典WNT驅(qū)動DKC1及正反饋環(huán)路示意圖（BioRender繪制）。

圖4. DKC1擾動CRC脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)。a. SW620 DKC1敲低與對照轉(zhuǎn)錄組的脂質(zhì)代謝過程GSEA。b. DKC1敲低SW620細胞中差異脂質(zhì)種類火山圖（FDR≤0.05者標注）。c. 同(b)中VIP評分>1.7的關鍵差異脂質(zhì)。d. DKC1高（P1、P6–P9）與DKC1低（P2–P5）CRC患者腫瘤組織差異脂質(zhì)火山圖。e. 同(d)中VIP評分>1.5的脂質(zhì)，C23、C24神經(jīng)酰胺在DKC1高組上調(diào)（紅色）。f. DKC1高 vs DKC1低患者樣本LION本體網(wǎng)絡分析。g. DKC1高（n=5）與低（n=4）患者腫瘤中Cer(d18:1/24:0)與Cer(d18:2/23:0)濃度及ROC評估。h. 化療耐藥CRC患者腫瘤（T100–T104）與癌旁（N100–N104）DKC1免疫印跡（上）；CRC患者與健康志愿者血清C24神經(jīng)酰胺水平箱式圖（下）。

整合轉(zhuǎn)錄組與脂質(zhì)組學的聯(lián)合通路分析定位到鞘脂代謝中的關鍵基因——鞘氨醇-1-磷酸酶2（SGPP2）。在49例印度CRC樣本中，SGPP2與DKC1轉(zhuǎn)錄水平呈強正相關，且SGPP2水平隨腫瘤分期升高而遞增；TMA免疫組化顯示約67%病例SGPP2與DKC1呈中—高共表達。機制研究發(fā)現(xiàn)，DKC1與SOX2存在物理相互作用，二者協(xié)同結(jié)合SGPP2啟動子上游的兩個SOX2結(jié)合基序（SBM1、SBM2），DKC1敲低使SOX2在該啟動子的富集顯著下降。功能上，SGPP2沉默重現(xiàn)了DKC1敲低后的增殖與克隆形成抑制表型，而在DKC1敲低細胞中過表達SGPP2可挽救其致瘤性。S1P-ELISA檢測顯示DKC1或SGPP2敲低均導致鞘氨醇-1-磷酸（S1P）積累；CERS1、CERS4表達代償性上調(diào)，揭示該軸對補救途徑神經(jīng)酰胺合成的精細調(diào)控。更重要的是，SGPP2過表達可在DKC1敲低背景下重新激活β-catenin與CD44，提示鞘脂代謝通過Gb3等中介反向激活WNT信號（圖5）。

圖5. DKC1經(jīng)SGPP2正向調(diào)控驅(qū)動CRC致瘤性。a. 49例印度CRC樣本DKC1與SGPP2表達熱圖。b. CRC樣本（N=75）DKC1與SGPP2免疫組化代表性圖像，比例尺100 μm/40 μm。c. (b)的列聯(lián)表分析。d. (b)中DKC1與SGPP2共表達柱圖。e. 印度CRC患者腫瘤（N=6）與癌旁（N=5）SGPP2免疫熒光，比例尺5 μm。f. (e)定量結(jié)果。g. DKC1敲低SW620中SGPP2轉(zhuǎn)錄（下）與蛋白（上）水平。h. SW620細胞中DKC1與SOX2的免疫共沉淀。i. shSCRM與shDKC1 SW620中SOX2在SGPP2啟動子的ChIP-PCR富集。j. SGPP2敲低SW620細胞增殖曲線。k. 同(j)克隆形成實驗代表性圖（上）與定量（下），比例尺0.5 mm。l. shSCRM+EV、shDKC1+EV、shDKC1+SGPP2同源SW620細胞增殖曲線。m. 同(k)，針對(l)細胞。n. (i)細胞中S1P水平。o. (j)細胞中CD44轉(zhuǎn)錄表達。p. (l)細胞中CTNNB1表達。q. DKC1敲低/SGPP2回補SW620細胞中CD44表達。r. (p)對應的核質(zhì)分級免疫印跡，Lamin A為核內(nèi)對照。

圖6. 靶向DKC1可重新致敏化療，DKC1與WNT聯(lián)合抑制協(xié)同抑制CRC進展。a. HCT116(5-FU+Ox)^R shSCRM與shDKC1接種NOD/SCID小鼠（N=5），施以FOLFOX或溶劑的腫瘤生長曲線。b. (a)對應腫瘤大體圖（上）與腫瘤體積縮減百分比（下），N=5。c. (a)腫瘤切片DKC1、SGPP2、Ki67、Caspase-3免疫組化代表性圖（上，比例尺50 μm）與定量（下）。d. HCT116(5-FU+Ox)^R細胞接種裸鼠后給予吡唑呋林（N=5）、XAV939（N=6）、聯(lián)合（N=6）或溶劑（N=6）的腫瘤生長曲線。e. (d)對應腫瘤大體圖與縮減百分比。f. 一線化療無應答患者CRC耐藥類器官（R1、R2）建立流程與四種治療方案示意圖（BioRender繪制）。g. R1、R2類器官在吡唑呋林與XAV939不同濃度下的明場圖像（上，比例尺10 μm，放大倍數(shù)20×）與細胞活力熱圖。

圖7. DKC1介導CRC發(fā)病機制、調(diào)控環(huán)路及其診斷與治療意義全景示意圖。示意圖展示了高DKC1在CRC中介導腫瘤發(fā)生、DNA損傷應答（DDR）、脂代謝重塑和耐藥等表型；機制層面，WNT調(diào)控的DKC1通過SGPP2擾動鞘脂代謝，激活經(jīng)典WNT信號形成正反饋環(huán)并賦予化療耐藥；DKC1高表達患者中富集的超長鏈脂肪酸神經(jīng)酰胺可作為潛在診斷標志物；最終，DKC1與WNT信號的聯(lián)合阻斷為克服耐藥提供治療策略（BioRender繪制）。