结直肠癌（CRC）是全球第二大致死性癌症，主要由基因组的不稳定性引发，包括染色体不稳定性（CIN）和微卫星不稳定性（MSI）。其中，微卫星不稳定性是由于基因错配修复功能（MMR）的缺失，导致DNA复制过程中碱基错配的累积，因而被称为错配修复缺陷（d-MMR）。

驱动这两种基因组不稳定性的突变特征各有不同：CIN常见的突变涉及APC、TP53、KRAS、SMAD4和PIK3CA，而MSI型CRC则与AXIN1、AXIN2、ACVR2A、TGFBR2、BMPR2和BRAF的突变密切相关。1990年，美国科学院院士Vogelstein和Fearon教授提出了Vogelgram模型，描述了CRC从腺瘤到癌症的发展过程以及所涉及的遗传和基因组变化。然而，由于CRC的癌变通常需要几十年的时间，其腺瘤-癌症序列在体外模型中难以完整捕捉，可靠的体外研究模型尤其稀缺。

在这一背景下，2024年11月1日，荷兰乌特勒支大学Hans Clevers教授团队在《Nature Cancer》期刊上发表了一项研究，题为“Recapitulating the adenoma-carcinoma sequence by selection of four spontaneous oncogenic mutations in mismatch-repair-deficient human colon organoids”。该研究首次利用类器官模型，在体外成功追踪描述了CRC腺瘤-癌序列发展的四种关键突变信号通路。

研究表明，Wnt通路的突变最早出现，紧随其后的是p53、BMP通路以及EGFR通路的突变。通过对生长因子的连续剥夺和添加，研究者们顺利筛选出自发突变的肿瘤类器官，并在移植小鼠模型中成功诱导CRC的发生。这一结果进一步验证了该平台作为腺瘤-癌序列发展研究的可靠性。

此外，研究显示激活或抑制Wnt、EGFR、BMP和p53通路与MMR缺陷型（d-MMR）CRC的腺瘤-癌序列的发展密切相关。为了解码体外突变机制，研究团队选择了MLH1KO类器官模型，该模型通过敲除MLH1基因，能在短期培养中重现d-MMR型CRC突变特征。长期培养中，MLH1KO类器官积累了大量自发突变，经过分析，有效筛选出相关突变的肿瘤类器官。

在进一步的筛选中，研究者发现EGF、BMP和p53通路的激活或抑制未能培育出可长期扩增的细胞系，表明在腺瘤-癌序列中Wnt通路突变的优先发生。全基因组测序分析确认了AXIN1和AXIN2的复合突变，以及针对TP53的突变，最终证实了MLH1KO类器官可以作为d-MMR缺陷突变基因的体外筛查平台。

通过持续的实验和筛选，该研究揭示了CRC发生的第一步突变为AXIN1和AXIN2的突变，进而触发Wnt通路的激活，随后出现TP53、BMP通路以及EGFR通路的突变。这些结论进一步确认，MLH1KO类器官是模拟MSI-H肿瘤发生的重要体外模型。

值得注意的是，尽管本研究取得了积极的成果，但考虑到肿瘤微环境及免疫应答的复杂性，MLH1KO类器官模型或许在推广至其他肿瘤类型时会面临挑战。对于想要借助类器官进行更多生物医疗相关研究的科研人员，强烈推荐使用[Z6·尊龙凯时]提供的细胞因子，以提升类器官培养的可控性和开展更多基础研究的可能性。