DCN、NPM3与SULF1作为肺腺癌血管生成拟态关键标志物的作用机制与临床意义研究

《Journal of Cancer Research and Clinical Oncology》：DCN, NPM3 and SULF1 are hub genes related to vasculogenic mimicry in lung adenocarcinoma

本研究针对肺腺癌（LUAD）中血管生成拟态（VM）形成机制不明确、缺乏有效治疗靶点的问题，通过整合生物信息学与实验验证，系统筛选出VM相关关键基因DCN、NPM3和SULF1。研究发现SULF1通过VEGF/TGF-β/Vimentin信号轴促进VM形成，并揭示其与肿瘤免疫微环境的相互作用。该研究为LUAD的VM靶向治疗提供了新的理论依据和潜在靶点。

　　

在全球范围内，肺癌始终是癌症相关死亡的主要原因，其中肺腺癌（LUAD）作为非小细胞肺癌（NSCLC）中最常见的亚型，以其高侵袭性、易复发和活跃的血管生成特性而备受关注。尽管靶向治疗和免疫治疗的出现显著改善了患者预后，但耐药性和疾病复发仍是临床面临的严峻挑战。在这一背景下，血管生成拟态（VM）——一种不依赖内皮细胞、由肿瘤细胞自身形成血管样通道的现象——逐渐成为肿瘤研究的新焦点。VM与肿瘤的恶性进展密切相关，不仅为肿瘤提供替代血供，还可能导致抗血管生成治疗（如VEGF抑制剂）的疗效受限。因此，深入揭示LUAD中VM形成的分子机制，对于开发新的治疗策略具有重要意义。

为系统探索VM在LUAD中的作用，研究人员在《Journal of Cancer Research and Clinical Oncology》上发表了一项整合生物信息学与实验验证的研究。该研究首先利用TCGA和GEO数据库的转录组数据，通过差异表达分析（DEA）和加权基因共表达网络分析（WGCNA）筛选VM相关基因，并结合机器学习算法进一步提炼关键基因。随后，通过功能富集分析、免疫浸润分析以及体外体内实验，验证了关键基因的功能及其临床意义。

研究主要采用的关键技术方法包括：基于TCGA队列（541例肿瘤样本与59例正常组织）和GEO数据集GSE140797的转录组数据分析；通过DEA和WGCNA识别VM相关模块与基因；利用LASSO回归与随机森林（RF）机器学习算法筛选核心基因；功能富集分析（GO与KEGG）揭示生物学通路；免疫浸润分析评估肿瘤微环境特征；并通过体外细胞实验（如Transwell迁移/侵袭实验、三维培养模型）和裸鼠移植瘤模型验证SULF1基因的功能。

Screening of DEGs related to VM in LUAD

通过差异表达分析，研究共识别出10,810个差异表达基因，其中6,587个上调，4,223个下调。WGCNA分析进一步锁定与VM最相关的黄色与棕色模块，从中筛选出101个VM相关候选基因。

Functional enrichment and PPI network of candidate genes

候选基因主要富集于细胞外基质（ECM）组织、核糖体通路和蛋白质代谢等生物学过程。蛋白互作网络分析提示这些基因在VM形成中具有协同作用。

Identification of key genes through machine learning and expression validation

LASSO与RF机器学习方法共同筛选出DCN、NPM3和SULF1三个核心基因。表达验证显示，DCN在LUAD组织中下调，而NPM3与SULF1显著上调，且在蛋白水平得到免疫组化结果支持。

Molecular regulatory network and GSEA of key genes

转录调控网络分析表明，DCN、NPM3与多种转录因子存在相互作用。基因集富集分析（GSEA）显示这些基因广泛参与EGFR信号、缺氧反应及翻译起始等通路。

Immune infiltration analysis in LUAD

免疫浸润分析发现，DCN表达与多种免疫细胞（如活化B细胞、CD4⁺/CD8⁺ T细胞）呈正相关，而NPM3与SULF1则与免疫细胞浸润负相关，提示其可能参与免疫抑制微环境的塑造。

Overexpression of SULF1 promoted VM in A549 cells

体外功能实验表明，SULF1过表达显著增强A549细胞的VM形成能力，三维培养模型中管状结构数量增加，PAS染色显示基底膜样成分沉积增多。

Overexpression of SULF1 enhanced the migration and invasion of A549 cells

Transwell实验证实SULF1过表达促进细胞迁移与侵袭。Western blot结果显示VEGF、TGF-β与Vimentin蛋白表达上调，表明SULF1可能通过该信号轴驱动VM进程。

Overexpression of SULF1 accelerated tumor growth in nude mice

体内实验进一步验证SULF1的促瘤作用，过表达SULF1的移植瘤体积显著大于对照组，从动物水平确认了其促进LUAD进展的功能。

研究结论指出，DCN、NPM3和SULF1是LUAD中VM形成的关键调控因子。其中SULF1通过激活VEGF/TGF-β/Vimentin轴显著促进VM、增强肿瘤细胞侵袭能力，并影响肿瘤免疫微环境。该研究不仅深化了对VM分子机制的理解，也为克服LUAD治疗抵抗提供了新的靶点与策略。值得注意的是，SULF1在多种癌症中表现出双重调控作用，本研究发现其在LUAD中作为致癌基因的特征，为后续转化研究奠定基础。尽管研究存在样本来源与空间验证方面的局限，其系统性分析框架与多维度验证手段仍为VM研究提供了重要范式。