长链非编码RNA TMPO-AS1通过吸附microRNA let-7b-5p上调染色体乘客复合体表达促进肺癌细胞增殖的机制研究

《Cell Division》：Long noncoding RNA TMPO-AS1 upregulates chromosomal passenger complex expression to promote cell proliferation in lung cancer via sponging microRNA let-7b-5p

本研究针对肺腺癌(LUAD)预后差、缺乏有效治疗靶点的问题，通过多组学分析揭示了染色体乘客复合体(CPC)基因的预后价值及其ceRNA调控网络。研究人员发现IncRNA TMPO-AS1通过海绵吸附hsa-let-7b-5p解除对CPC基因的抑制，同时鉴定出天然化合物Hesperidin对AURKB的强结合亲和力，为LUAD治疗提供了新的生物标志物和靶向策略。

　　

肺癌作为全球最常诊断的癌症之一，其5年生存率仅为18%，而肺腺癌(LUAD)作为非小细胞肺癌的主要亚型，更是成为年轻男性和女性中发病率最高的癌症类型。尽管治疗手段不断进步，但超过70%的患者在确诊时已处于晚期，失去了手术机会。这一严峻现状背后的核心问题在于早期诊断困难以及缺乏有效的治疗靶点。

近年来，随着高通量测序技术的发展，基因表达谱分析为早期肺癌的生物标志物发现提供了新机遇。特别是非编码RNA（包括miRNA和lncRNA）在基因调控中的重要作用逐渐被揭示，它们通过影响细胞增殖、凋亡和转移等过程，在肿瘤进展中扮演着致癌基因或抑癌基因的角色。然而，染色体乘客复合体(CPC)这一关键的有丝分裂调控因子在肺癌中的具体调控机制尚不明确。

CPC由Aurora B激酶(AURKB)、INCENP、Survivin(BIRC5)和Borealin(CDCA8)组成，是维持基因组稳定性的核心复合物，负责调控染色体精确分离和胞质分裂。有丝分裂异常导致的染色体不稳定性(CIN)是多种人类癌症的共同特征，但在肺癌中，CPC失调是否直接导致CIN仍待探索。

Vats等人在《Cell Division》发表的最新研究中，通过多组学分析揭示了CPC基因在LUAD中的过度表达及其与不良预后的显著关联，特别是在吸烟患者群体中。研究团队构建了一个完整的ceRNA调控网络，发现lncRNA TMPO-AS1通过竞争性结合miRNA let-7b-5p，解除对CPC基因的抑制作用，同时鉴定出转录因子E2F1作为该网络的上游调控因子。更为重要的是，研究发现天然黄酮类化合物Hesperidin对CPC蛋白（尤其是AURKB）表现出比传统化疗药物更强的结合亲和力，为靶向治疗提供了新方向。

研究方法上，该研究整合了TCGA等多组学数据库，采用生物信息学工具进行基因表达谱分析、预后评估、ceRNA网络构建和免疫浸润分析。通过UALCAN、TIMER、ENCORI等数据库评估CPC基因表达水平，利用KM Plotter进行生存分析，借助miRNet、Enrichr等工具筛选调控miRNA和lncRNA，并运用分子对接技术（AutoDock Vina）评估CPC蛋白与烟草致癌物、抑制剂和天然化合物的结合亲和力。此外，通过SPRING viewer可视化NSCLC中的免疫细胞亚群，并结合GSCA数据库进行相关性验证。

CPC基因在肺腺癌中表现出预后意义

研究团队通过多数据库分析发现，CPC基因（BIRC5、CDCA8、INCENP、AURKB）在多种癌症组织中显著过表达，尤其在LUAD中呈现高表达模式。生存分析显示，CPC基因高表达与患者总体生存期缩短显著相关，其中BIRC5高风险比(HR)为1.49，CDCA8为1.59，INCENP为1.38，AURKB高达1.78。在LUAD患者中，这种关联更为明显，AURKB的HR值达到2.11，而肺鳞癌(LUSC)患者中未见显著相关性。

值得注意的是，吸烟史对CPC基因的表达影响显著。在吸烟的LUAD患者中，CPC基因高表达群体的生存期比低表达群体缩短约1.5-2倍。分子对接结果显示，烟草致癌物尼古丁和NNK与CPC蛋白具有稳定的结合亲和力，提示吸烟可能通过直接激活CPC通路促进LUAD进展。

CPC基因在人类肺腺癌中的表达特征

表达分析显示，LUAD肿瘤组织中CPC基因表达水平较正常组织显著升高，其中BIRC5的log2FC（折叠变化）为14.08，CDCA8为9.16，INCENP为2.60，AURKB为11.93。单细胞转录组分析进一步证实了CPC基因在肿瘤细胞中的上调。临床病理参数分析发现，CPC基因在男性吸烟者、晚期和淋巴结转移阳性患者中表达更高，强化了其临床意义。

CPC基因参与生物学过程和转移

功能分析表明，CPC基因与细胞周期、DNA损伤、增殖、侵袭和上皮间质转化(EMT)等过程密切相关。BIRC5与细胞周期的相关性系数达0.80，AURKB与转移的相关性为0.23。转移组织中的CPC基因表达显著上调，提示它们可能作为早期LUAD检测和预后的生物标志物。

鉴定出lncRNA、miRNA和CPC基因的调控网络

研究团队通过ceRNA网络分析，发现hsa-let-7b-5p是唯一与所有CPC基因负相关的miRNA。该miRNA在LUAD组织中显著下调，且低表达与不良预后相关（HR=0.71）。进一步分析发现lncRNA TMPO-AS1与CPC基因呈强正相关（R>0.5），而与hsa-let-7b-5p呈负相关（R=-0.277）。结合能分析显示TMPO-AS1与hsa-let-7b-5p可形成稳定的双链结构（折叠能-12.10 kcal/mol），支持其作为分子海绵的功能。

E2F1被确定为LUAD中CPC基因的关键转录激活因子

转录因子筛选发现E2F1与CPC基因表达呈强正相关（与BIRC5的R=0.706），且在LUAD吸烟者中高表达与不良预后显著相关（HR=1.63）。分子对接显示E2F1与CPC蛋白具有高度互补的结合界面，加权得分均超过700，表明可形成稳定的复合物。同时，hsa-let-7b-5p与E2F1也存在直接结合可能，提示存在更广泛的调控反馈环路。

CPC基因的异质性模型及其作用

共表达基因分析发现CPC基因与AURKB、CCNB2、CDC20等有丝分裂相关基因共同富集，这些基因可能通过影响细胞周期调控、凋亡和DNA修复等通路协同促进肿瘤进展。

CPC基因及其潜在治疗靶点

分子对接结果显示，天然化合物Hesperidin对AURKB的结合亲和力（-9.4 kcal/mol）优于选择性抑制剂Barasertib（-7.0 kcal/mol）和化疗药物紫杉醇。Hesperidin通过氢键、π-π堆积和π-烷基相互作用与CPC蛋白形成稳定复合物，展现出作为CPC靶向治疗剂的潜力。

免疫细胞浸润模式提示CPC基因的免疫抑制作用

免疫景观分析显示，CPC基因过表达与CD4⁺ T细胞浸润呈负相关（R=-0.57），表明其可能通过抑制适应性免疫细胞浸润促进免疫抑制微环境形成。E2F1和TMPO-AS1在免疫簇中表达，而hsa-let-7b未检测到表达，进一步支持了该调控网络在免疫逃逸中的作用。

研究结论表明，CPC基因及其调控分子（hsa-let-7b-5p和TMPO-AS1）可作为LUAD患者的重要预后生物标志物。TMPO-AS1/hsa-let-7b-5p海绵复合物通过解除对CPC基因的抑制促进肿瘤进展，而靶向CPC的天然化合物如Hesperidin展现出治疗潜力。同时，CPC基因过表达与免疫抑制微环境的相关性提示其在免疫 evasion 中的新作用。该研究不仅为LUAD（特别是吸烟患者）提供了可靠的预后评估面板，也为开发针对CPC通路的新型治疗策略奠定了理论基础。