通过口腔癌表观遗传景观表征揭示染色质结构在癌症发展中的关键作用

表观遗传改变，如染色质结构和DNA甲基化的改变，已在许多肿瘤类型中得到广泛研究。但口腔癌，特别是口腔腺样囊性癌，受到的关注要少得多。在这里，我们结合激光捕获显微切割和多组学mini-bulk测序，系统地表征了口腔癌的表观遗传景观，包括染色质结构、DNA甲基化、H3K27me3修饰和基因表达。在致癌过程中，肿瘤细胞表现出重组的染色质空间结构，包括受损的区室结构和改变的基因-基因相互作用网络。值得注意的是，一些结构改变在表型上非恶性的癌旁细胞中观察到，但在正常细胞中没有。我们开发了transformer模型来识别单个基因组位点的癌症倾向，从而确定每个样本的致癌状态。对癌症表观遗传景观的深入了解提供了证据，表明染色质重组是口腔癌进展的重要标志，这也与基因组改变和DNA甲基化重编程有关。特别是，癌细胞中频繁拷贝数改变的区域与癌症和正常样本中的强空间绝缘相关。口腔鳞状细胞癌中的异常甲基化重编程与染色质结构和H3K27me3信号密切相关，并进一步受内在序列特性的影响。我们的研究结果表明，结构改变在两种不同类型的口腔癌中是显著且保守的，与转录组改变和癌症发展密切相关。值得注意的是，尽管与鳞状细胞癌相比，基因组拷贝数改变的发生率相当低，甲基化改变程度较小，但结构改变在口腔腺样囊性癌中仍然显著明显。我们期望对不同类型的原发口腔肿瘤及其亚型的表观遗传重编程进行全面分析，可以为口腔癌的新型检测和治疗设计提供额外指导。