骨质疏松症与骨肉瘤之间的分子相互作用：共同诊断标志物和治疗靶点的识别

《The Journal of Gene Medicine》：Molecular Crosstalk Between Osteoporosis and Osteosarcoma: Identification of Common Diagnostic Markers and Therapeutic Targets

本研究通过整合多组学数据及实验验证，鉴定出CLTA、MSR1、MTF2和SMAD3作为骨质疏松与骨肉瘤共有的关键基因，发现其高表达与骨肉瘤患者不良预后相关，并证实敲低这些基因可抑制肿瘤细胞增殖和迁移，提示其作为潜在生物标志物和治疗靶点的潜力，但临床应用需进一步研究。

　　

摘要

背景

骨质疏松症和骨肉瘤在某些分子途径上存在共同点，识别这些共同的枢纽基因可能为它们的发病机制提供新的见解。本研究旨在识别并验证与骨质疏松症和骨肉瘤都相关的枢纽基因，并探讨它们作为生物标志物和治疗靶点的潜力。

方法

我们获取了三个公开可用的数据集：GSE13850（骨质疏松症）、GSE16088和GSE12865（骨肉瘤）。使用R语言中的limma包识别差异表达基因（DEGs），并通过Venn分析确定共同的DEGs。利用STRING数据库和Cytoscape软件识别枢纽基因。通过逆转录定量PCR技术在骨肉瘤细胞系和正常骨组织细胞系中验证基因表达。在利用小干扰RNA敲低CLTA和SMAD3后，进行了包括细胞增殖、克隆形成和伤口愈合在内的功能检测。还利用公开可用的数据库进行了基因集富集、启动子甲基化分析和遗传变异研究。

结果

识别的枢纽基因CLTA、MSR1、MTF2和SMAD3在骨肉瘤中的表达水平显著高于正常对照组，并且在多个骨肉瘤组织样本中得到了验证。生存分析显示，这些基因的高表达与骨肉瘤患者的不良预后相关。基因富集分析表明，这些基因通过多种信号通路在骨肉瘤的发展中起着关键作用。在MG63和U2OS细胞中沉默CLTA和SMAD3后，细胞增殖、克隆形成和迁移能力显著降低。

结论

本研究将CLTA、MSR1、MTF2和SMAD3确定为骨质疏松症和骨肉瘤的潜在生物标志物和治疗靶点。然而，在确定其临床意义之前，还需要进一步的研究。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究分析的数据集可在GEO数据库中公开获取（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/）。如需，可向通讯作者索取支持本研究结果的额外数据。