HOMER3在结直肠癌中的表达及其与M2型巨噬细胞浸润的相关性研究

《Hormones & Cancer》：HOMER3 and its correlation with immune-infiltrating M2 macrophages in colorectal cancer

本研究针对结直肠癌预后标志物匮乏的临床难题，通过生物信息学分析与临床样本验证，首次系统阐明HOMER3在结直肠癌中高表达且与不良预后显著相关，并揭示其通过TGF-β通路促进M2型巨噬细胞极化的免疫调控新机制，为结直肠癌免疫治疗提供潜在靶点。

　　

结直肠癌是全球范围内发病率和死亡率均位居前列的消化道恶性肿瘤，其治疗现状虽不断改善，但术后转移和复发仍是导致患者死亡的主要原因。随着精准医疗的发展，寻找有效的预后生物标志物和新的治疗靶点成为当前结直肠癌研究的热点。肿瘤微环境，特别是其中的免疫细胞浸润，在肿瘤的发生、发展中扮演着关键角色。肿瘤相关巨噬细胞是肿瘤微环境中最丰富的免疫细胞之一，其中M2型巨噬细胞通常发挥抑制免疫、促进肿瘤生长和血管生成的作用，与患者的不良预后密切相关。Homer支架蛋白3是Homer家族蛋白成员之一，作为一种多功能支架蛋白，其在神经系统突触后致密区信号转导中发挥作用。近年研究发现，HOMER3在非小细胞肺癌、膀胱癌、三阴性乳腺癌等多种恶性肿瘤中异常高表达，并通过不同机制促进肿瘤进展，但其在结直肠癌中的具体功能及与肿瘤免疫微环境的相互作用尚不明确。

为了深入探究HOMER3在结直肠癌中的作用，研究人员栾瑞瑞、杨长江和牛香莲开展了一项综合性研究，其成果发表在《Discover Oncology》期刊上。研究团队综合利用了多种关键技术方法：从TCGA和GEO公共数据库获取结直肠癌基因表达数据及临床信息；通过生物信息学工具进行生存分析、基因集富集分析以及免疫细胞浸润评估；并收集了77例临床结直肠癌患者手术标本（经上海芯超生物科技有限公司伦理委员会批准），利用免疫组织化学和免疫荧光技术对HOMER3蛋白表达及其与巨噬细胞标志物CD163的共定位进行验证。

3.1. HOMER3的表达水平在结直肠癌中上调

研究人员首先利用TCGA数据库进行泛癌分析，发现HOMER3的mRNA在包括结肠腺癌和直肠腺癌在内的多种癌症组织中显著高于对应正常组织。为了增强结果的可靠性，他们进一步分析了TCGA数据库中的配对样本，结果与未配对样本分析一致，HOMER3 mRNA在结直肠癌组织中明显上调。随后，通过免疫组织化学检测77对临床结直肠癌及癌旁正常组织，证实HOMER3蛋白水平在肿瘤组织中也显著升高，从mRNA和蛋白层面共同验证了HOMER3在结直肠癌中的高表达。

3.2. HOMER3高表达预示结直肠癌患者不良预后

通过分析HOMER3表达与临床病理特征及预后的关系，研究发现较高的HOMER3 mRNA表达与晚期肿瘤分期相关。在结直肠癌中，HOMER3 mRNA表达与N分期、疾病特异性生存期和无进展间隔期显著相关。免疫组织化学结果进一步验证，HOMER3蛋白高表达与晚期病理N分期、更高的TNM分期以及远处转移风险增加密切相关。单因素和多因素Cox回归分析均表明，HOMER3高表达是结直肠癌患者总生存期、疾病特异性生存期和无进展间隔期缩短的独立危险因素。

3.3. HOMER3可能参与结直肠癌的发生与进展

为了探索HOMER3在结直肠癌发生发展中的作用，研究人员对HOMER3高、低表达组进行了差异表达基因分析。基因本体和京都基因与基因组百科全书通路富集分析显示，下调基因主要富集于中性粒细胞胞外陷阱形成等通路，而上调基因则富集于外部包裹结构组织、胶原containing extracellular matrix等通路。基因集富集分析揭示，HOMER3高表达与神经活性配体-受体相互作用、癌症通路、白细胞跨内皮迁移、趋化因子信号通路等正相关，而低表达则与干扰素γ反应、肿瘤坏死因子α信号通过核因子κB、缺氧等通路相关，提示HOMER3可能通过调控这些关键通路影响结直肠癌的进展。

3.4. HOMER3表达与巨噬细胞浸润水平相关

利用ESTIMATE算法评估肿瘤微环境评分发现，HOMER3高表达组的基质评分和免疫评分均显著升高。通过多种免疫细胞浸润分析平台（MCPCOUNTER、QUANTISEQ、EPIC、CIBERSORT、TIMER）的一致性分析表明，HOMER3表达与巨噬细胞浸润，特别是M2型巨噬细胞亚型呈显著正相关，而与M1型巨噬细胞无显著关联。标志物分析显示，HOMER3与M2型标志物CD163的相关性远强于泛巨噬细胞标志物CD68。免疫荧光双标染色直观地展示了HOMER3与CD163在结直肠癌组织中的显著共定位，进一步证实了HOMER3与M2型巨噬细胞浸润的密切关系。机制探索发现，HOMER3高表达的结直肠癌中，GABPB1和转化生长因子β的表达也上调，且两者均与CD163表达呈正相关，提示HOMER3可能通过GABPB1和TGF-β通路促进巨噬细胞向M2型极化。

本研究得出结论：HOMER3在结直肠癌组织中表达上调，其高表达与晚期疾病和不良预后密切相关。HOMER3可能通过促进巨噬细胞向M2表型分化（这一过程可能由TGF-β介导）来促进肿瘤进展。研究首次在临床样本中系统验证了HOMER3在结直肠癌中的预后价值，并揭示了其与肿瘤免疫微环境，特别是M2型巨噬细胞浸润的相关性，为理解结直肠癌的免疫逃逸机制提供了新视角。HOMER3有望成为结直肠癌潜在的预后生物标志物和免疫治疗新靶点。研究的局限性在于临床样本量相对较小，且提出的HOMER3-TGF-β-M2巨噬细胞轴调控机制尚需后续的功能实验验证。未来的研究将扩大临床队列，并利用体内外模型深入探讨HOMER3在结直肠癌中的具体分子机制及其对肿瘤相关巨噬细胞表型转化的调控作用。