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为解决骨肉瘤(OS)预后差,缺乏有效预后生物标志物和治疗靶点的问题,研究人员开展了 ESCRT 转录组相关特征及 LMO7-AS1 在骨肉瘤中调控作用的研究。结果构建出相关预后特征,发现 LMO7-AS1 可抑制 OS 细胞恶性进展,为治疗提供新方向。
骨肉瘤是一种常见于儿童和青少年的恶性骨肿瘤,它如同隐匿在暗处的 “杀手”,发病率呈上升趋势,且具有高转移、高恶性和高死亡率的特点。尽管化疗在一定程度上提高了患者的生存率,但近几十年来,骨肉瘤患者的预后仍未得到显著改善,肺转移和化疗耐药成为了阻碍预后改善的 “两座大山” 。因此,寻找新的预后生物标志物和治疗靶点迫在眉睫。
安徽医科大学第二附属医院等机构的研究人员针对这一难题展开了深入研究。他们发现 ESCRT(内体分选转运复合体)在肿瘤的发生和发展过程中发挥着重要作用,可能是肿瘤治疗的关键靶点,于是围绕 ESCRT 转录组相关特征及 LMO7-AS1 在骨肉瘤中的调控作用展开研究。研究结果表明,构建的 ESCRT 转录组相关特征可作为骨肉瘤患者预后的生物标志物,而 LMO7-AS1 有望成为治疗骨肉瘤的新靶点。这一研究成果发表在《Cancer Cell International》上,为骨肉瘤的治疗带来了新的曙光。
研究人员开展此项研究时,主要运用了以下关键技术方法:首先从 TARGET 数据库获取 88 例骨肉瘤样本的基因表达谱和临床数据,从 GTEx 数据库获取 396 例正常样本的基因表达谱,还从 GEO 数据集下载了 90 例骨肉瘤样本数据;然后利用多种 R 语言包进行数据分析,包括筛选差异表达基因、构建预后特征、进行免疫分析等;同时进行细胞实验,如细胞培养、转染、RNA 提取及 RT-qPCR 等;还开展动物实验,建立裸鼠移植瘤模型进行研究。
下面详细介绍研究结果:
- ERG 预后特征的构建与评估:研究人员对 251 个 ESCRT 相关基因(ERGs)进行分析,筛选出 7 个基因构建风险特征,将患者分为高、低风险组。通过 Kaplan-Meier(K-M)曲线和受试者工作特征(ROC)曲线分析,发现高风险组患者总生存率更低,该特征预测准确性高,且风险评分是独立预后因素。
- ERG 预后特征的验证:在 GEO 队列中对上述特征进行验证,同样将样本分组后发现高风险患者生存率低,进一步证明该特征具有良好的可重复性。
- ERG 预后特征的免疫分析:运用 ESTIMATE 算法和 ssGSEA 算法分析发现,高风险组肿瘤纯度更高,免疫细胞浸润存在差异,如 B 细胞、T 辅助细胞等浸润较高,而 CD8+ T 细胞等浸润较低;同时,高低风险组免疫检查点分子水平也有差异。
- 免疫治疗和化疗反应的预测:基于风险组免疫状态差异,研究人员推测两组患者对免疫治疗反应不同。研究发现低风险组对 anti-PD1 免疫治疗更有效,且对部分化疗药物更敏感,高风险组则对另一些化疗药物更敏感。
- ERLs 的筛选与 ERL 预后特征的构建:通过计算 ERGs 与长链非编码 RNA(lncRNA)表达水平的皮尔逊相关系数,筛选出 187 个 ESCRT 相关长链非编码 RNA(ERLs),进而构建出由 10 个 ERLs 组成的预后特征。
- ERL 预后特征的评估:该特征经评估,高风险组患者总生存率低,预测准确性高,风险评分是独立预后因素,且在不同临床亚组中高风险患者预后更差。
- 一致性聚类分析:基于 10 个 ERLs 进行分析,将骨肉瘤患者分为两个亚组,发现两个亚组预后差异显著,虽然免疫细胞浸润水平差异不明显,但在基质评分等方面存在差异。
- ERL 预后特征的功能分析:对差异表达基因(DEGs)进行 GO、KEGG 和基因集富集分析(GSEA),发现 DEGs 主要富集在免疫系统激活、肿瘤恶性进展相关过程以及 PI3K-Akt-mTOR 等信号通路。
- 沉默 LMO7-AS1 对骨肉瘤细胞的影响:体外实验发现沉默 LMO7-AS1 可抑制骨肉瘤细胞增殖、迁移和侵袭;体内实验表明沉默 LMO7-AS1 可抑制肿瘤生长,降低增殖相关蛋白水平。
- LMO7-AS1 与 PI3K-Akt 信号通路的关系:对敲低 LMO7-AS1 的细胞进行转录组测序,发现差异表达基因主要富集在上皮细胞增殖和 PI3K-Akt 信号通路,表明 LMO7-AS1 与该通路密切相关。
综合研究结论和讨论部分,此次研究构建的 ESCRT 转录组相关特征对骨肉瘤患者生存具有良好的预测能力,揭示了 LMO7-AS1 在骨肉瘤中的关键作用。LMO7-AS1 可能影响骨肉瘤细胞的恶性进展,且与 PI3K-Akt 信号通路相关,虽其对该通路的具体作用机制尚待进一步研究,但这一发现为骨肉瘤的预后预测和个性化治疗提供了重要依据,有望推动骨肉瘤治疗领域的发展,为患者带来新的希望。