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膀胱癌（BC）威胁公众健康，炎症在其发生发展中至关重要。研究人员聚焦焦亡（一种伴随炎症反应的程序性细胞死亡），分析 BC 中焦亡相关基因，筛选关键基因，预测潜在药物。发现 27 个差异基因，明确免疫细胞作用，为 BC 诊疗提供新方向。
膀胱癌是全球高发的恶性肿瘤，其发病率和死亡率近年来呈上升趋势，尤其在男性中更为显著。目前，膀胱癌的治疗手段包括手术、化疗和免疫治疗，但仍有部分患者面临复发和耐药的挑战，且早期诊断生物标志物的缺乏导致部分患者确诊时已处于晚期。炎症被证实与膀胱癌的发生发展密切相关，而焦亡（pyroptosis）作为一种新型程序性细胞死亡方式，以释放炎症因子如 IL-1β 和 IL-18 为特征，其在膀胱癌中的作用机制尚未完全明确。因此，探索焦亡相关基因在膀胱癌中的表达模式、筛选潜在生物标志物及治疗靶点，对提升膀胱癌的诊疗水平具有重要意义。
为此，成都第三人民医院（西南交通大学附属医院）等机构的研究人员开展了相关研究，旨在通过生物信息学分析和实验验证，揭示焦亡与膀胱癌的关联，并预测潜在治疗药物。该研究成果发表在《Discover Oncology》，为膀胱癌的精准医疗提供了新的思路和方向。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：从 GEO 数据库获取膀胱癌基因表达谱 GSE236932，利用 limma 工具筛选差异表达基因（DEGs）；通过 GeneCards、CTD 等数据库获取膀胱癌相关基因，结合 MSigDB 数据库的焦亡基因，筛选出 27 个焦亡相关差异基因；运用 STRING 数据库构建蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）网络，通过 Cytoscape 及 CytoHubba 插件筛选核心基因；利用 CIBERSORT 方法分析免疫细胞浸润情况；借助癌症单细胞表达图谱数据库进行单细胞分析；通过临床样本的实时荧光定量 PCR（qRT-PCR）和蛋白质免疫印迹（Western blot）验证核心基因表达；基于核心基因通过生物云平台预测潜在药物。
研究结果
差异基因与核心基因筛选
对 GSE236932 数据集分析发现，膀胱癌与正常组织间存在 28,946 个差异基因，其中 13,370 个上调，15,576 个下调。通过多数据库交集分析，确定 27 个焦亡相关差异基因，进一步筛选出 CASP8、NLRP3、CASP3、IL-18、TP53、GSDME、IL-1A、PYCARD、CYCS、CASP9 共 10 个核心基因。PPI 网络显示 IL-18、CASP9、CASP8 与其他基因共表达显著，IL-18 可能为核心靶点。
一致性聚类分析
基于 27 个焦亡基因表达，将膀胱癌患者分为 4 个亚型（C1-C4）。其中 C1 和 C3 亚型焦亡基因表达显著下调，定义为 PyLow 组；C2 和 C4 亚型表达上调，定义为 PyHigh 组，提示焦亡水平与患者分型相关。
功能富集与通路分析
GO 富集显示焦亡相关基因主要参与炎症反应、免疫激活和凋亡过程；KEGG 通路富集于凋亡、p53 信号通路等；Reactome 分析显示涉及焦亡、程序性细胞死亡和免疫系统等。GSEA 分析证实核心基因富集于凋亡和焦亡信号通路，表明焦亡与膀胱癌的炎症和细胞死亡机制密切相关。
免疫浸润与单细胞分析
CIBERSORT 分析表明，膀胱癌中记忆 B 细胞、CD8+ T 细胞、滤泡辅助性 T 细胞、M1 型巨噬细胞、活化树突状细胞和静息肥大细胞浸润水平差异显著，提示这些免疫细胞在膀胱癌免疫微环境中起关键作用。单细胞分析显示，核心基因在恶性细胞、单核细胞、巨噬细胞等细胞亚群中特异性表达，其中 CYCS、PYCARD 在多种细胞亚群中广泛表达，IL-1A、TP53、CASP9 在恶性细胞中高表达。
临床样本验证与药物预测
qRT-PCR 和 Western blot 验证显示，膀胱癌组织中 CYCS、TP53、IL-1A 蛋白表达下调，PYCARD、CASP9 表达上调，与生物信息学分析一致。基于核心基因预测出磷酸三乙酯、瑞戈非尼（Regorafenib）、普纳替尼（Ponatinib）、仑伐替尼（Lenvatinib）、尼达尼布（Nintedanib）和槲皮素（Quercetin）等潜在治疗药物，这些药物可能通过调控焦亡相关通路发挥作用。
研究结论与意义
本研究系统揭示了膀胱癌发展与细胞焦亡、凋亡及免疫调控的关系，鉴定出 27 个焦亡相关差异基因及 10 个核心基因，明确了关键免疫细胞在膀胱癌微环境中的作用，并预测了潜在治疗药物。研究结果不仅深化了对焦亡在膀胱癌中作用机制的认识，还为膀胱癌的早期诊断（如核心基因作为生物标志物）和靶向治疗（如调控焦亡通路的药物）提供了新靶点和候选药物。尽管研究未涉及药物疗效的实验验证及更多临床数据，但为后续研究奠定了基础，有望推动膀胱癌精准医疗的发展。
