解密miRNA、HPV感染与抑癌基因表达在乳腺癌中的相互作用网络

《Scientific Reports》：Decoding the relationships among miRNA, HPV infection, and tumor suppressor gene expression in breast cancer patients

本研究针对乳腺癌（BC）发展中HPV感染与关键分子标志物的关联尚不明确的问题，探讨了HPV感染与miR-106b-5p、miR-17-5p、miR-20a-5p表达的关系及其对TP53、PTEN、CCND1基因的调控作用。结果表明，HPV阳性BC患者中miR-106b-5p和miR-20a-5p表达显著升高，CCND1过表达而PTEN下调，且TP53与miR-20a-5p呈正相关。研究揭示了HPV通过调控miRNA影响抑癌基因表达的潜在机制，为BC的分子分型和靶向治疗提供了新线索。

　　

乳腺癌（Breast Cancer, BC）是全球女性中最常见的恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率居高不下，严重威胁女性健康。尽管遗传因素、激素水平和生活方式等已被确认为BC的重要风险因素，但病毒感染在肿瘤发生发展中的作用近年来备受关注。其中，人乳头瘤病毒（Human Papillomavirus, HPV）作为明确的致癌病毒，与宫颈癌等多种癌症密切相关，但其在乳腺癌发生中的具体角色和分子机制仍存在争议，亟待深入探索。同时，微小RNA（microRNA, miRNA）作为基因表达的关键调控因子，在肿瘤进展中扮演着双重角色，既可抑制也可促进癌症发展。然而，HPV感染、miRNA表达与关键抑癌基因（如TP53、PTEN）和癌基因（如CCND1）之间的相互作用网络在BC中的具体调控关系尚不清晰。正是基于这一背景，由Zana Naderi、Malihe Hamidzade等研究人员组成的团队在《Scientific Reports》上发表了题为“Decoding the relationships among miRNA, HPV infection, and tumor suppressor gene expression in breast cancer patients”的研究论文，旨在系统揭示HPV感染如何通过调控特定miRNA影响关键基因表达，从而驱动乳腺癌的恶性进展。

本研究主要采用了以下关键技术方法：收集102例BC患者和41例健康对照的乳腺组织及外周血单核细胞（PBMCs）样本，通过PCR技术检测HPV感染（针对L1、E6、E7基因），并利用实时定量PCR（qRT-PCR）分析miR-106b-5p、miR-17-5p、miR-20a-5p以及TP53、PTEN、CCND1的表达水平；结合生物信息学分析（KEGG通路富集、miRTarBase数据库预测miRNA-靶基因相互作用、TCGA-BRCA数据集验证）探讨分子互作网络；采用受试者工作特征（ROC）曲线评估生物标志物的诊断效能，并利用Spearman相关性分析揭示分子间关联。

3.1. HPV Prevalence in Breast Cancer group vs. Control group

研究共纳入102例BC患者和41例健康对照，两组年龄无显著差异。HPV在BC组中的检出率为24.5%（25/102），略高于对照组的19.51%（8/41），但差异无统计学意义（p=0.12）。在HPV阳性BC样本中，HPV-16（52%）和HPV-18（40%）为主要亚型，且存在混合感染（8%）；对照组则以HPV-16（44.44%）和HPV-18（55.55%）为主。结果表明，HPV感染在BC患者中较为常见，但其作为独立风险因素的证据仍需更大样本验证。

3.2. Differential Expression of TP53, CCND1, and PTEN in Breast Cancer and Control Groups: Implications of HPV Status

基因表达分析显示，与对照组相比，BC组中TP53和CCND1表达显著上调（p<0.05），而PTEN表达显著下调（p=0.0003）。进一步按HPV感染状态分层发现，HPV阳性BC组的TP53和PTEN表达低于HPV阴性BC组（p<0.0001），而CCND1在HPV阳性BC组中表达更高（p=0.04）。这些结果提示HPV感染可能通过抑制TP53和PTEN、促进CCND1表达参与BC恶性进展。

3.3. Expression Profile of miR-106b-5p, miR-17-5p, and miR-20a-5p in Breast Cancer Patients: Influence of HPV Status

miRNA表达分析表明，BC患者中miR-106b-5p、miR-17-5p和miR-20a-5p均显著高于对照组（p<0.05）。其中，miR-106b-5p和miR-20a-5p在HPV阳性BC组中的表达显著高于HPV阴性BC组（p=0.009和p=0.002），而miR-17-5p无显著差异。结果证实HPV感染特异性地驱动了部分致癌miRNA的过表达。

3.4. Evaluating TP53, PTEN, CCND1, and Specific miRNAs as Biomarkers in Breast Cancer Patients

ROC曲线分析显示，CCND1（AUC=0.7）可作为区分BC与对照的潜在生物标志物；TP53（AUC=0.8）和miR-20a-5p（AUC=0.72）在鉴别HPV阳性与阴性BC患者时表现出良好诊断价值。这表明CCND1、TP53和miR-20a-5p具有临床转化潜力。

3.5. Correlation Analysis of Selected miRNAs with TP53, PTEN, and CCND1

相关性分析发现，miR-106b-5p、miR-17-5p和miR-20a-5p与PTEN呈负相关（r=-0.33至-0.16），而miR-106b-5p与CCND1（r=0.27）、miR-20a-5p与TP53（r=0.22）呈正相关。这些关系揭示了miRNA可能通过靶向调控关键基因参与BC发病机制。

3.6. In-silico analysis

生物信息学分析验证了TP53、PTEN和CCND1是HPV感染与BC通路中的核心交叉基因，且miR-106b-5p、miR-17-5p和miR-20a-5p可靶向调控这些基因。TCGA数据进一步证实上述基因和miRNA在BC组织中存在显著表达失调，支持了实验结果的可靠性。

本研究通过整合实验与生物信息学分析，系统揭示了HPV感染通过上调miR-106b-5p和miR-20a-5p表达，进而抑制PTEN、促进CCND1和TP53失调，最终驱动乳腺癌发展的分子通路。这些发现不仅深化了对HPV相关乳腺癌发病机制的理解，还为开发基于miRNA和关键基因的早期诊断标志物及靶向治疗策略提供了重要理论依据。未来研究需扩大样本量并开展功能实验，以明确HPV-miRNA-基因轴在BC中的因果关联及临床应用前景。