利用综合生物信息学方法识别并验证氧化应激相关基因EPHX2在喉癌中的作用

《European Archives of Oto-Rhino-Laryngology》：Integrated bioinformatics to identify and validate the role of oxidative stress-related gene EPHX2 in laryngeal cancer

喉癌作为高侵袭性恶性肿瘤，本研究通过整合生物信息学与机器学习分析TCGA数据库数据，利用WGCNA识别关键基因模块并与GeneCards氧化应激相关基因集交集，确定GPT和EPHX2为独立风险因素。LASSO回归和PPI网络分析聚焦EPHX2，实验验证显示其在肿瘤组织中显著低表达（p<0.01），且与M0巨噬细胞浸润增加（p<0.01）及CD4记忆T细胞浸润减少（p<0.01）相关，提示EPHX2表达与免疫微环境及临床预后相关。该研究揭示氧化应激相关基因表观特征，但需通过基因敲除/过表达实验进一步验证机制。

　　

摘要

喉癌是一种侵袭性极高的恶性肿瘤，发病率和死亡率均很高。本研究旨在通过结合生物信息学和机器学习的综合方法来识别喉癌的潜在生物标志物和治疗靶点，并进行实验验证。我们从癌症基因组图谱（TCGA）数据库中获取了喉癌组织样本数据，并使用加权基因共表达网络分析（WGCNA）来识别关键基因模块。随后将这些模块与GeneCards数据库中的氧化应激相关基因进行交集分析，以确定核心基因。通过对核心基因进行基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）分析，发现这些基因主要参与对外源性刺激的反应、氧化应激以及多种信号通路。Cox回归分析表明GPT和EPHX2是喉癌的独立风险因素。通过使用LASSO回归和蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络的全面分析，EPHX2被确定为值得关注的候选基因。实验结果显示，喉癌组织中的EPHX2表达水平显著低于对照组织（p < 0.01）。此外，EPHX2的表达与M0型巨噬细胞的浸润增加（p < 0.01）和CD4记忆T细胞的浸润减少（p < 0.01）相关，这表明EPHX2的表达与免疫细胞浸润模式和临床结果相关。Western blot和免疫组化实验进一步证实了肿瘤组织与非肿瘤组织中EPHX2的差异表达。总体而言，这些发现揭示了喉癌中与氧化应激相关的基因特征，并表明EPHX2的表达与免疫细胞浸润模式和临床结果相关。然而，目前的数据仅属于观察性研究，尚未确立EPHX2在喉癌进展或免疫调节中的机制或因果作用；需要进行基因敲低或过表达等功能研究来验证其生物学作用。