Transkriptomanalyse von Dünndarm-NETs deckt eine verminderte REST-Expression und enteroendokrine Zellen als Ursprungszellen auf

Einleitung: Die häufigste maligne Neoplasie des Dünndarms sind neuroendokrine Tumore (dNETs). Systemische Therapieoptionen sind begrenzt, was vor allem auf unzureichendes Wissen über Tumorbiologie und -entstehung zurückzuführen ist. Auch genomische Analysen führten bislang zu keinem therapeutisch relevanten Durchbruch, da keine wiederkehrenden, therapierbaren Mutationen identifiziert wurden.

Ziel: Mit dem Ziel, die Entstehung von dNETs besser zur verstehen haben wir das Transkriptom von 39 gut differenzierten dNETs G1/G2 (Primärtumore und Metastasen) von 32 Patient:innen sequenziert.

Methodik: Nach RNA-Isolierung und -sequenzierung wurden öffentliche Workflows des DKFZ zur Transkriptomanalyse verwendet. Mit Hilfe von Independent Component Analysis (ICA) und NMF wurden Tumoranteile identifiziert und mittels Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) differenziell exprimierte Gene ermittelt.

Ergebnis: Die ICA identifizierte die Komponente (IC3), die negativ mit dem Tumorzellgehalt korreliert ([Abb. 1a]) und zwischen Tumor- und Normalgewebe unterscheidet. Mittels GSEA ermittelten wir den Transkriptionsrepressor REST und konnten zeigen, dass dessen Expression in Tumoren vermindert ist ([Abb. 1b]). Western-Blot-Analysen bestätigten dies ([Abb. 1c]). REST ist ein Hauptrepressor neuronaler Gene und möglicher Tumorsuppressor in verschiedenen Krebsarten (z.B. triple-negativer Brustkrebs, kleinzelliges Lungenkarzinom).Neben einer tumorigenen Funktion könnte die niedrige REST-Expression von der Ursprungszelle der dNETs vererbt sein. Obwohl vermutet wird, dass dNETs aus enteroendokrinen Zellen (EECs) stammen, fehlte bislang ein molekularer Nachweis. Daher verglichen wir die Expressionsprofile der Tumorkomponenten mit öffentlich verfügbaren scRNAseq Datensätzen des gesunden Darms und konnten zeigen, dass die mit dem Tumorzellgehalt korrelierende Komponente (NMF Faktor 1) mit dem Expressionsprofil von EECs korreliert und diese daher als Ursprungszellen von dNETs angesehen werden können ([Abb. 2a]). Interessanterweise ist die Expression von REST bereits in EECs vermindert ([Abb. 2b]). Anhand des Vergleichs der Expression von Markergenen der EEC Subtypen mit dem Tumor konnten wir enterochromaffine Zellen (ECCs) als Ursprungszelle von dNETS identifizieren ([Abb. 2c]).

Abb. 1  

Abb. 2  

Schlussfolgerung: Bulk RNA sequencing zeigt eine niedrige REST-Expression als neue transkriptomische Signatur von dNETs. Zudem konnten EECs –und deren Subtyp ECCs – erstmals molekular als Ursprungszellen identifiziert werden.

 

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Publication History

Article published online:
04 September 2025