DPM1过表达作为肝细胞癌预后新标志物:与免疫浸润及不良预后的相关性分析

《Hormones & Cancer》:The correlation of DPM1 overexpression with immune infiltration and poor prognosis in hepatocellular carcinoma

【字体: 时间:2025年10月28日 来源:Hormones & Cancer

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  本研究针对肝细胞癌(HCC)预后标志物匮乏的临床难题,聚焦糖基化关键基因DPM1。研究人员通过整合TCGA、GEO等多组学数据库,结合实验验证,系统揭示了DPM1在HCC组织中显著过表达,且与晚期T分期(P<0.001)、高甲胎蛋白(AFP>400 ng/mL)等不良临床特征显著相关。多因素Cox回归证实DPM1是独立预后因子(HR=1.990),其表达与Th2细胞浸润正相关(R=0.295),与细胞毒性细胞负相关(R=-0.284),为HCC免疫微环境调控提供了新视角。

  
肝细胞癌(HCC)是全球范围内最具侵袭性的恶性肿瘤之一,其发病率和死亡率居高不下,尤其在亚洲和非洲地区形势尤为严峻。尽管近年来诊疗技术不断进步,但HCC患者的长期生存率仍不理想,这主要归因于晚期诊断率高、治疗选择有限以及缺乏有效的预后预测指标。当前临床常用的生物标志物如甲胎蛋白(AFP)在敏感性和特异性方面存在局限,无法满足精准医疗的需求。因此,探索新的分子标志物,揭示HCC发生发展的关键机制,对于改善患者预后、开发新型治疗策略具有紧迫的现实意义。
在这一背景下,糖基化过程作为蛋白质功能调控的关键环节,逐渐成为癌症研究的新焦点。DPM1(Dolichol-phosphate mannose synthase 1,多萜醇磷酸甘露糖合成酶1)基因编码的酶在N-糖基化过程中扮演着核心角色,而糖基化异常已被证实与多种癌症的进展和转移密切相关。先前研究表明,DPM1在乳腺癌、结直肠癌等恶性肿瘤中呈现异常表达,但其在HCC中的具体作用机制、临床意义及与免疫微环境的相互作用尚不明确。
为了系统揭示DPM1在HCC中的生物学功能及临床价值,游来伟(Laiwei You)与郭建荣(Jianrong Guo)团队在《Discover Oncology》上发表了最新研究成果。研究团队通过整合多组学数据与实验验证,首次全面阐述了DPM1作为HCC独立预后生物标志物的潜力,并深入探讨了其与肿瘤免疫浸润特征的关联。
研究人员首先利用癌症基因组图谱(TCGA)和基因表达综合数据库(GEO)的转录组数据,进行了泛癌分析。结果发现DPM1在包括HCC在内的多种癌症组织中均显著高表达。在HCC组织中,DPM1的mRNA和蛋白水平均明显高于癌旁正常组织,这一发现在GSE25097、GSE121248等多个独立数据集中得到验证。
临床相关性分析显示,DPM1高表达与HCC的不良临床病理特征密切相关。随着肿瘤病理分期(P<0.001)、T分期(P<0.001)和组织学分级(P<0.001)的升高,DPM1表达水平显著上升。此外,DPM1高表达还与肿瘤阳性状态、组织炎症以及AFP水平升高(>400 ng/mL)显著相关。
生存分析结果更为引人注目。Kaplan-Meier曲线显示,DPM1高表达患者的总体生存期(OS)、疾病特异性生存期(DSS)和无进展生存期(PFI)均显著缩短。多因素Cox回归分析进一步证实DPM1是HCC的独立预后因素(风险比HR=1.990),其预测价值不亚于传统的T分期指标。
研究团队还构建了包含DPM1表达和T分期的诺莫图(Nomogram)模型,该模型在预测1年、3年和5年生存率方面表现出良好的校准度,为HCC患者的个体化预后评估提供了实用工具。
在机制探索方面,研究人员通过差异表达基因分析发现,DPM1高表达组中有310个基因表达异常,其中274个上调,36个下调。功能富集分析表明这些基因主要参与神经活性配体-受体相互作用、蛋白质消化吸收等通路。基因集富集分析(GSEA)进一步提示DPM1与细胞周期、免疫球蛋白复合物等生物学过程相关。
蛋白质相互作用网络分析揭示了DPM1与ALG1、ALG11等15个糖基化相关蛋白的密切关联,这些基因共同参与N-糖基化生物合成和糖基磷脂酰肌醇锚定生物合成通路。特别值得注意的是,DPM1表达与铁死亡(ferroptosis)相关基因存在显著相关性,其中与HSPA5、SLC7A11等20个基因正相关,与MT1G、SAT1等基因负相关。
免疫浸润分析是本研究的一大亮点。通过TIMER和ssGSEA算法,研究人员发现DPM1表达与多种免疫细胞浸润程度密切相关。DPM1高表达与T辅助细胞(R=0.268)和Th2细胞(R=0.295)呈正相关,而与浆细胞样树突状细胞(R=-0.291)、细胞毒性细胞(R=-0.284)等免疫细胞呈负相关。这种独特的免疫细胞分布模式提示DPM1可能通过调节肿瘤免疫微环境影响HCC的进展。
为验证生物信息学分析结果,研究团队进行了实验验证。实时定量PCR(RT-qPCR)结果显示,在Huh7、HepG2等肝癌细胞系中,DPM1的mRNA表达水平显著高于正常肝细胞QSG-7701。临床样本分析进一步证实,肝癌患者全血中DPM1表达明显高于健康对照组。
本研究的关键技术方法包括:利用TCGA和GEO数据库进行转录组数据分析;采用Kaplan-Meier和Cox回归模型进行生存分析;通过STRING数据库构建蛋白质相互作用网络;使用ssGSEA算法评估免疫细胞浸润;通过RT-qPCR技术验证基因表达(样本来源包括30例肝癌患者和30例健康对照者的全血样本)。
研究结论部分强调,DPM1在HCC中显著过表达,且与不良临床病理特征和预后密切相关。其机制可能涉及糖基化通路调控、铁死亡过程影响以及免疫微环境重塑。特别值得注意的是,DPM1表达与Th2细胞浸润正相关,而与抗肿瘤免疫相关的细胞毒性细胞负相关,这为理解HCC免疫逃逸机制提供了新视角。
讨论部分指出,DPM1通过促进N-糖基化过程,可能增强YAP1、ZEB1等关键蛋白的O-GlcNAcylation修饰,进而影响铁死亡敏感性。而铁死亡细胞无法有效激发适应性免疫应答的特性,可能是DPM1介导免疫抑制的重要机制。这一发现将糖基化、铁死亡和免疫微环境三个重要生物学过程有机联系起来,为HCC的联合治疗策略提供了理论依据。
该研究的创新之处在于首次系统阐述了DPM1在HCC中的预后价值及其与免疫浸润的关联,提出了糖基化-铁死亡-免疫调控轴的新概念。虽然研究存在样本量有限、机制探索不够深入等局限性,但为开发以DPM1为靶点的HCC治疗策略奠定了重要基础。未来研究应着重探讨DPM1调控铁死亡和免疫逃避的具体分子机制,并评估其作为治疗靶点的临床转化潜力。
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