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为解决胃癌(GC)分子机制不明、诊断和治疗困难的问题,研究人员开展了 MAP3K 基因在 GC 中的表达、功能及临床意义的研究。结果发现部分 MAP3K 基因表达异常,与预后、诊断相关且影响肿瘤微环境。该研究为 GC 诊疗提供新方向。
胃癌(Gastric Cancer,GC)作为全球范围内严重威胁人类健康的恶性肿瘤,一直是医学研究的重点对象。在全球癌症相关的发病率和死亡率统计中,胃癌名列前茅,给公共卫生带来了沉重的负担。尽管现代医学在诊断和治疗技术上不断进步,但胃癌患者的预后情况依然不容乐观,主要原因在于疾病的晚期诊断以及有限的治疗手段。因此,深入探索胃癌的分子机制,寻找新的诊断标志物和治疗靶点,成为了医学领域亟待解决的关键问题。
在这样的背景下,深圳光明区人民医院的研究人员 Senhui Wei、Ying Li、Jing Zhou 和 Yongming Xia 开展了一项针对胃癌中丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-Activated Protein Kinase,MAP3K)基因的研究。该研究成果发表在《Hereditas》杂志上,为胃癌的研究和治疗开辟了新的道路。
研究人员运用了多种技术方法来开展此项研究。他们利用公共数据库进行整合的计算机分析,同时结合体外实验,对 MAP3K 基因进行全面研究。在体外实验中,使用了多种胃癌细胞系(如 BGC823、HGC27 等)和人正常黏膜上皮细胞系(如 GES-1、HFE-145 等) ,通过实时定量聚合酶链反应(Real-Time Quantitative Polymerase Chain Reaction,RT-qPCR)检测基因表达水平;借助多个数据库(如 KM Plotter、GEPIA2、UALCAN 等)分析基因的预后价值、表达情况以及与临床特征的相关性;还进行了蛋白质组分析、甲基化分析、突变分析、免疫调节相关性分析、miRNA-mRNA 网络分析等一系列实验。
下面来看具体的研究结果:
- MAP3K 基因在胃癌细胞系中的表达:通过 RT-qPCR 分析发现,与正常对照细胞系相比,MAP3K1、MAP3K4、MAP3K5、MAP3K6、MAP3K7、MAP3K8、MAP3K9 和 MAP3K10 在胃癌细胞系中显著上调,而 MAP3K2、MAP3K3、MAP3K11、MAP3K12、MAP3K13、MAP3K14 和 MAP3K15 则显著下调。
- MAP3K 基因表达的验证:利用 GEPIA2 平台对包含 408 个肿瘤和 36 个正常对照样本的 TCGA STAD 数据集进行分析,进一步验证了上述表达结果。
- MAP3K 基因的预后作用:利用 Kaplan-Meier Plotter 进行生存分析,结果显示 MAP3K1、MAP3K4、MAP3K7、MAP3K8、MAP3K9 和 MAP3K10 的高表达与胃癌患者较短的总生存期(Overall Survival,OS)显著相关。
- MAP3K 基因的诊断潜力和蛋白质组表达分析:对具有预后潜力的 6 个基因进行 ROC 曲线分析,结果表明它们在区分胃癌患者和正常人方面具有很强的诊断能力。通过人类蛋白质图谱(Human Protein Atlas,HPA)数据库对这些基因的蛋白质含量进行验证,发现其在胃癌组织样本中过表达。
- MAP3K 基因的启动子甲基化分析:利用 MEXPRESS 进行甲基化分析,发现 MAP3K1、MAP3K4、MAP3K7、MAP3K8、MAP3K9 和 MAP3K10 基因的启动子甲基化水平在胃癌样本中显著低于对照样本,表明低甲基化与这些基因的上调有关。
- MAP3K 基因的突变分析:利用 cBioPortal 在线平台分析发现,MAP3K4 是突变频率最高的基因,突变类型多样,单核苷酸多态性(Single Nucleotide Polymorphisms,SNPs)最为常见。
- MAP3K 基因与免疫调节剂的相关性:利用 TISIDB 数据库研究发现,除 MAP3K8 外,其他 MAP3K 基因的表达水平与免疫刺激因子显著负相关。
- miRNA-mRNA 网络构建和分析:利用 miRNet 数据库预测发现 11 种 miRNA 与 MAP3K 基因相互作用,其中 hsa-mir-200b-3p 与 6 个 MAP3K 基因均有相互作用,且在胃癌样本和细胞系中显著过表达。
- MAP3K 基因的免疫和药物敏感性分析:利用 GSCA 数据库分析发现,MAP3K1、MAP3K4、MAP3K7、MAP3K8、MAP3K9 和 MAP3K10 的表达与关键免疫细胞的浸润存在显著相关性,且高表达与对多种化疗药物的耐药性相关。
- MAP3K1 基因敲低对 BGC823 细胞功能的影响:敲低 MAP3K1 基因后,BGC823 细胞的增殖和集落形成能力受到抑制,但迁移能力增强。
综合上述研究结果,该研究全面地分析了 MAP3K 基因在胃癌中的表达模式、预后意义、诊断潜力、调控机制和功能作用。研究表明,MAP3K 基因在胃癌的发生、发展过程中起着至关重要的作用,有望成为胃癌精准治疗的潜在生物标志物和治疗靶点。不过,研究也存在一定的局限性,如缺乏体内实验验证、对某些基因调控机制的研究不够深入以及样本量有待扩大等。尽管如此,这项研究依然为胃癌的研究和治疗提供了重要的理论依据和研究方向,未来需要进一步开展功能和临床研究,以验证这些发现,并将其转化为实际的临床应用,从而改善胃癌患者的预后情况。