LRRC42作为潜在生物标志物和癌症发展关键细胞过程的综合分析

　　

福建医科大学附属第二医院检验科的 Rongfu Huang 等研究人员在Scientific Reports期刊上发表了题为 “Comprehensive analysis of LRRC42 as a potential biomarker and key cellular processes in cancer development” 的论文。该研究意义重大，为肿瘤研究领域开辟了新的方向，对深入理解肿瘤的发生发展机制、探寻潜在治疗靶点具有重要价值，有望为未来肿瘤精准治疗提供关键理论支撑。

研究背景

肿瘤严重威胁人类健康，2020 年全球约有 1930 万新增癌症病例，预计超 1000 万人因肿瘤死亡。肿瘤不仅给患者带来身体痛苦，还对其家庭造成心理和经济负担。尽管肿瘤学研究取得一定进展，但肿瘤发病机制和病因尚未完全明晰，早期预防和诊断困难。而且肿瘤异质性高，增加了治疗决策和疗效评估的复杂性。传统治疗手段如手术、放疗和化疗虽为主要治疗方式，但存在较大身体伤害和副作用。因此，探寻更有效、个性化的治疗方法迫在眉睫。在此背景下，研究肿瘤的分子特征、识别预后标志物成为肿瘤研究的关键方向。

LRRC42 基因编码的蛋白质富含亮氨酸重复序列，这类含有亮氨酸重复序列的蛋白质在多种生物过程中发挥重要作用，如免疫反应、激素 - 受体相互作用等。已有研究表明，LRRC42 在多种癌症中发挥作用，与结直肠癌的不良临床结局显著相关，还可通过与泛素特异性酶 7（USP7）相互作用，稳定自身并增强 Wnt/β - 连环蛋白信号通路活性，加速肿瘤发生。然而，LRRC42 在肿瘤中的具体作用机制仍有待深入研究。

研究材料与方法

数据获取

研究人员从癌症基因组图谱（TCGA）数据库获取 33 个肿瘤项目的 RNA - seq 数据，以 TPM 格式提取数据用于研究 LRRC42 在不同肿瘤类型中的表达。从人类蛋白质图谱（The Human Protein Atlas）数据库检索 LRRC42 在人类细胞中的亚细胞定位信息。

差异和预后分析

对 LRRC42 转录组数据进行 log2 (TPM + 1) 转换，利用 “Stats” 和 “car” 包选择合适统计方法，借助 “ggplot2” 包进行可视化分析。从 TCGA 数据库获取 33 种肿瘤患者的临床随访信息，运用 “survival” 和 “survminer” 包分析 LRRC42 表达水平与临床结局的相关性。

单细胞数据分析

利用 TISCH2 数据库，该数据库包含 190 个数据集的 6297320 个细胞的转录组数据，研究人员借此研究 LRRC42 在不同肿瘤组织单个细胞中的转录组情况，探究其在不同细胞类型和亚群中的表达谱。

相关性分析

运用肿瘤免疫估计资源（TIMER）评估肿瘤中免疫细胞浸润水平与 LRRC42 表达的相关性，同时分析 LRRC42 表达与免疫抑制因子、上皮 - 间质转化（EMT）标记物、程序性细胞死亡和自噬相关蛋白等关键分子的关系。

潜在功能富集分析

在 R 语言中使用 “GSVA” 和 “clusterProfiler” 包，基于 LRRC42 在多种肿瘤中的表达进行基因集变异分析（GSVA）富集。在 TCGA - LIHC 队列中，挑选与 LRRC42 相关系数超过 0.5 的分子，进行基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析。

细胞培养

从美国典型培养物保藏中心（ATCC）获取正常人肝细胞 L02 和肝癌细胞系（HepG2、Huh7 和 HCCLM3），使用中国 Servicebio 公司的培养基，根据细胞生长需求进行培养，置于 37°C、5% CO?的培养箱中。

逆转录聚合酶链反应（RT - PCR）

使用 TRIpure 试剂提取细胞总 RNA，用 Beyotime 公司的逆转录试剂盒将 RNA 转化为 cDNA，以 GAPDH 为内参基因，通过 Exicycler 96 仪器检测荧光表达，使用特定引物序列进行扩增。

蛋白质免疫印迹分析（Western blot analysis）

通过样品裂解、电泳分离、转膜、抗体孵育和信号检测等步骤，使用中国 Affinity 公司的 LRRC42 抗体，分析不同样品中 LRRC42 蛋白的表达水平和变化。

CCK8 检测

将细胞以 3×103 个 / 孔的密度接种于 96 孔培养板，处理后在特定条件下孵育，吸去上清液，加入完全培养基和 CCK - 8 试剂，继续孵育后用酶标仪测量 450nm 处的吸光度，分析细胞活力。

伤口愈合实验

细胞在六孔板中培养，贴壁后转染，24 小时后用无血清培养基替换培养基，并用丝裂霉素 C 处理 1 小时，用 200μl 移液器头划痕，冲洗后在特定条件下孵育，监测划痕后 24 和 48 小时的细胞迁移距离。

Transwell 迁移和侵袭实验

融化并稀释 Matrigel，包被于 Transwell 小室，置于 24 孔板。制备单细胞悬液，用于侵袭实验时在小室中加入 Matrigel，迁移实验时将细胞悬液加入上室，孵育后处理小室，固定、染色并在倒置显微镜下计数。

BrdU 检测

用 4% 多聚甲醛固定细胞，PBS 洗涤，Triton X - 100 处理，BSA 封闭，依次加入一抗、二抗，DAPI 染色，在荧光显微镜下观察并拍照分析。

统计分析

使用 R 编程语言进行统计分析和数据可视化。采用 t 检验比较肿瘤组织和正常组织中 LRRC42 的表达水平；运用 Log - rank 和 Cox 回归分析研究 LRRC42 表达与患者预后生存的关系；通过 Spearman 相关性分析评估连续变量之间的相关性，以 p < 0.05 为差异有统计学意义。

研究结果

LRRC42 在泛癌中的表达和亚细胞定位

通过分析 TCGA 数据库的 RNA - seq 数据发现，与正常组织相比，LRRC42 在膀胱癌（BLCA）、乳腺癌（BRCA）、胆管癌（CHOL）等多种肿瘤组织中表达上调；而在肾嫌色细胞癌（KICH）和甲状腺癌（THCA）组织中显著下调。通过成对分析进一步验证了这些差异表达。从 HPA 数据库数据可知，LRRC42 在 A - 431、PC - 3 和 U2OS 细胞系的核质中表达为主。

LRRC42 在单细胞水平的表达

利用 TISCH2 单细胞数据库分析发现，LRRC42 在多种肿瘤的特定细胞亚群中表达较高，如 BRCA、CRC、ESCA、LIHC 中的 Tproif 细胞，胶质瘤、NPC 中的 Mono/Macro 细胞，以及 BRCA、CHOL、ESCA 等多种肿瘤的恶性细胞。通过亚细胞分级图谱进一步展示了 LRRC42 在 HNSC、LIHC 和 NPC 亚群中的表达情况。

LRRC42 表达与预后的关系

研究分析了 LRRC42 表达与 32 种常见肿瘤的无病间期（DFI）、疾病特异性生存（DSS）、总生存（OS）和无进展间期（PFI）的关系，发现其与多种肿瘤的预后相关，如 ACC、BLCA、HNSC 等。Cox 回归结果表明，LRRC42 异常表达与 ACC、BLCA、KIRP 等多种肿瘤的不良总生存相关。对 LGG、LIHC 和 LUAD 进行 Kaplan - Meier 生存分析，进一步证实高 LRRC42 表达与这些肿瘤较差的总生存结局相关。

LRRC42 表达与免疫微环境和信号通路的相关性

分析 LRRC42 表达与免疫细胞浸润及致癌通路的相关性发现，在多种肿瘤（如 LGG、KIRC 等）中存在显著关联。LRRC42 与 DC、巨噬细胞和中性粒细胞等免疫细胞显著相关，还与 MYC 靶点、Mtorc1 信号通路、干扰素 α 反应、E2F 靶点和 EMT 等关键癌症特征和信号通路相关。在对免疫检查点、EMT、自噬和细胞焦亡相关分子的研究中，发现 LRRC42 表达与多种肿瘤中的这些分子存在显著关联，提示其在调节肿瘤免疫微环境、EMT 过程、自噬和细胞焦亡机制中可能发挥重要作用。

LRRC42 在肝细胞癌中的潜在作用

重新分析 LRRC42 与肝细胞癌免疫细胞浸润的相关性，发现 LRRC42 与 Th2 细胞存在强共表达相关性。对 TCGA - LIHC 队列中与 LRRC42 共表达的分子进行分析，挑选相关系数超过 0.5 的基因进行 KEGG 和 GO 富集分析，结果显示这些基因主要参与 mRNA 加工、RNA 剪接等生物过程，富集在染色体区域、剪接体复合物等细胞成分中，分子功能主要与组蛋白结合、单链 DNA 结合相关，KEGG 富集分析表明它们在剪接体、细胞周期和核质运输等通路中显著富集。

敲低 LRRC42 抑制细胞增殖、迁移和侵袭

通过 RT - PCR 和 Western blot 实验证实，肝癌细胞系中 LRRC42 表达明显高于正常肝细胞 LO2。构建针对 LRRC42 的 shRNAs，验证其敲低效果，选择敲低效率高的 shLRRC42 - 1 进行功能研究。CCK - 8 和 BrdU 实验表明，敲低 LRRC42 显著抑制细胞增殖；伤口愈合实验和 Transwell 实验显示，敲低 LRRC42 抑制细胞迁移和侵袭，表明 LRRC42 在促进肝癌细胞增殖、迁移和侵袭中起关键作用。

研究结论与讨论

研究表明，LRRC42 在多种肿瘤中表达异常，且与患者预后相关，尤其是在 LGG、LIHC 和 LUAD 中。LRRC42 表达与免疫细胞浸润、肿瘤特征、自噬和细胞焦亡相关，敲低 LRRC42 显著抑制肝癌细胞的增殖、迁移和侵袭，说明其在肝癌发展中起关键调节作用。这些发现凸显了 LRRC42 在肿瘤细胞行为中的重要性，为后续研究将其作为潜在治疗靶点提供了新方向和理论基础。

LRRC42 在不同肿瘤中的表达差异表明其在肿瘤发展中的作用具有复杂性。在大多数肿瘤中表达上调，但在 KICH 和 THCA 中下调，这种双向调节机制提示其可能具有多种功能，需要进一步深入研究其具体作用方式。单细胞分析揭示了 LRRC42 在不同肿瘤相关细胞亚群中的高表达，暗示其在肿瘤微环境中的关键作用，特别是在 BRCA、CRC、ESCA 和 LIHC 细胞中的高表达，为探究其在不同肿瘤类型中的相似功能提供了线索，有助于深入理解肿瘤发生机制。

肿瘤免疫微环境对肿瘤进展和治疗效果至关重要，LRRC42 与免疫细胞浸润的显著关联，尤其是与树突状细胞、巨噬细胞和中性粒细胞的关系，表明其可能通过调节免疫微环境影响肿瘤发展。LRRC42 还参与多种信号通路，如 MYC 靶点、mTORC1 信号通路和干扰素 α 反应等，进一步证明其在肿瘤生物学过程中的多途径调控作用。敲低 LRRC42 对肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭的显著影响，充分说明了其在肿瘤发生发展中的关键地位，为将其作为潜在治疗靶点提供了有力依据，未来需进一步探索其在肿瘤微环境中的作用机制和相互作用网络，为肿瘤治疗开辟新途径。