患者來源類器官（PDOs）作為可高度還原原代腫瘤組織結構、突變譜與藥物反應特征的三維體外模型，已成為破解結直腸癌（CRC）異質性與化療耐藥機制重要的研究平臺。結直腸癌屬于全球范圍內發病概率偏高的消化道惡性腫瘤，FOLFOX、FOLFIRI聯合抗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）框架下識別耐藥驅動因子，并以類器官為橋梁開展可轉化的聯合干預策略驗證，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）科研團隊聯合多家科研機構，在《Nature Communications》在線發表題為"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信號正反饋環路與DKC1—SOX2—SGPP2鞘脂代謝調控軸的雙重機制，并借助FOLFOX耐藥患者來源類器官驗證了DKC1與WNT雙靶向聯合干預的協同療效，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構成正反饋環路，驅動腫瘤發生與維持。

2.解析鞘脂代謝調控新軸：發現DKC1—SOX2復合物在轉錄層面驅動SGPP2表達，重塑神經酰胺合成的補救途徑，使C23、C24等超長鏈脂肪酸神經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抑制劑吡唑呋林聯合WNT抑制劑XAV939可協同逆轉耐藥，為難治性CRC提供可轉化方案。

02 研究內容

研究團隊首先通過組織芯片（TMA, N=75）的免疫組化分析發現，約31%的CRC原發腫瘤中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）數據顯示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高表達組復發無生存期明顯縮短。基于1538例CRC患者綜合數據的差異表達分析共獲得265個上調基因，富集于細胞周期調控、有絲分裂、DNA復制等致瘤性生物學過程（圖1）。

圖1. 結直腸癌患者中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）復發無生存Kaplan-Meier曲線。i. 與DKC1高表達正相關的265個基因經DAVID富集分析所得上調生物學過程。

圖2. DKC1激發CRC致瘤表型并介導腫瘤發生。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。m. 同(j)，針對Dox可誘導系統。圖2k繪制使用BioRender。

圖3. DKC1受經典WNT信號轉錄調控。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改變狀態下小鼠結腸組織（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轉錄水平。e. 同(d)蛋白水平，CD44為陽性對照。f. 三例CRC PDOs經WNT3A刺激后DKC1亞細胞表達免疫印跡；Lamin A為核內對照、α-tubulin為胞質對照、p-β-catenin（Ser675）為WNT激活陽性對照。g. DKC1啟動子上β-catenin結合基序（CBM1–4）位置示意（上）與SW620細胞β-catenin ChIP-qPCR富集結果（下），LGR5、ANKARD5為陽性對照，CD70為陰性對照。h. 經典WNT驅動DKC1及正反饋環路示意圖（BioRender繪制）。

圖4. DKC1擾動CRC脂質穩態。a. SW620 DKC1敲低與對照轉錄組的脂質代謝過程GSEA。b. DKC1敲低SW620細胞中差異脂質種類火山圖（FDR≤0.05者標注）。c. 同(b)中VIP評分>1.7的關鍵差異脂質。d. DKC1高（P1、P6–P9）與DKC1低（P2–P5）CRC患者腫瘤組織差異脂質火山圖。e. 同(d)中VIP評分>1.5的脂質，C23、C24神經酰胺在DKC1高組上調（紅色）。f. DKC1高 vs DKC1低患者樣本LION本體網絡分析。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神經酰胺水平箱式圖（下）。

整合轉錄組與脂質組學的聯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。機制研究發現，DKC1與SOX2存在物理相互作用，二者協同結合SGPP2啟動子上游的兩個SOX2結合基序（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，揭示該軸對補救途徑神經酰胺合成的精細調控。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SGPP2正向調控驅動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)定量結果。g. DKC1敲低SW620中SGPP2轉錄（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)對應的核質分級免疫印跡，Lamin A為核內對照。

圖6. 靶向DKC1可重新致敏化療，DKC1與WNT聯合抑制協同抑制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20×）與細胞活力熱圖。

圖7. DKC1介導CRC發病機制、調控環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中介導腫瘤發生、DNA損傷應答（DDR）、脂代謝重塑和耐藥等表型；機制層面，WNT調控的DKC1通過SGPP2擾動鞘脂代謝，激活經典WNT信號形成正反饋環并賦予化療耐藥；DKC1高表達患者中富集的超長鏈脂肪酸神經酰胺可作為潛在診斷標志物；最終，DKC1與WNT信號的聯合阻斷為克服耐藥提供治療策略（BioRender繪制）。