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为解决乳头状甲状腺癌（PTC）诊断和治疗中存在的问题，研究人员开展了 PTC 相关的多组学数据分析研究。他们整合多种组学数据，发现了关键通路、转录因子（TFs）和激酶。这些发现有助于系统理解 PTC，为实验、生物标志物及药物靶点研究提供依据。
甲状腺，这个位于颈部前方的小腺体，虽貌不惊人，却在人体内分泌系统中扮演着至关重要的角色。甲状腺癌作为常见的内分泌系统肿瘤，其中乳头状甲状腺癌（Papillary Thyroid Cancer，PTC）又是甲状腺癌中最为常见的类型。近年来，甲状腺癌的发病率呈上升趋势，这一现象引起了人们的广泛关注。尽管在诊断和治疗技术方面取得了一定进展，如二维（2D）超声、三维（3D）超声、CT 扫描、磁共振成像（MRI）等诊断方法，以及甲状腺全切术、放射性碘（RAI）治疗等手段，使患者的预后和无病生存率有所改善，但仍存在一些问题。例如，过度诊断导致不必要的甲状腺切除术增加，对于肿瘤恶性程度的判断存在不确定性，这些都严重影响了患者的生活质量和治疗效果。
为了深入探究 PTC 的发病机制，寻找更有效的诊断和治疗方法，来自印度圣约瑟夫女子学院、阿维纳什琳甘女子家庭科学与高等教育学院、斯里萨提亚赛高等学习学院的研究人员开展了一项系统生物学研究。他们运用多组学数据分析技术，对 PTC 相关的基因、转录组、蛋白质组和代谢组数据进行了全面整合与分析。该研究成果发表在《Thyroid Research》杂志上。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：从 DisGeNET 数据库检索 PTC 相关基因和单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism，SNP），并通过多种网络工具对 SNP 进行分析；从 Gene Expression Omnibus（GEO）数据库筛选 PTC 相关的基因表达数据集，利用 GEO2R 网络工具识别差异表达基因（Differentially Expressed Genes，DEGs）；对已发表的 PTC 蛋白质组和代谢组数据集进行分析，分别筛选差异表达蛋白和代谢物；运用 eXpression2Kinases（X2K）工具分析 DEGs，以确定潜在的转录因子（Transcription Factors，TFs）和激酶；最后，对所有组学数据进行整合和共性分析。
研究结果如下：
- SNP 分析：从 DisGeNET 数据库筛选出 83 个基因和 111 个 SNP，经分析发现这些 SNP 主要与免疫系统、信号转导、DNA 修复、细胞程序性死亡、基因表达、止血和疾病发生等通路相关。同时，SNP 分析还揭示了突变对蛋白质功能的影响，且这些 SNP 与 PTC 的临床参数相关，如血细胞计数、甲状腺癌、促甲状腺激素（TSH）水平等。
- 转录组数据分析：从 GEO 数据库筛选出 6 个相关数据集，包括 4 个人类数据集、2 个转基因小鼠数据集和 1 个细胞系数据集。分析发现，不同数据集产生的 DEGs 数量不同。通过对这些 DEGs 进行分析，确定了与 PTC 相关的重要通路，如信号传导、免疫反应、上皮 - 间质转化（Epithelial - Mesenchymal Transition，EMT）和癌症通路等。此外，还鉴定出 5 个 TFs 和 57 个激酶，它们在 PTC 的发生和发展中起着关键作用。
- 蛋白质组数据分析：对已发表的 5 个 PTC 蛋白质组数据集进行分析，从组织、血浆和血清样本中筛选出差异表达蛋白（Differentially Expressed Proteins，DEPs）。通路富集分析表明，FcγR 介导的吞噬作用、细菌侵袭上皮细胞、肌动蛋白细胞骨架调节等是 PTC 组织研究中常见的重要通路，而胆固醇代谢在组织和血清 PTC 蛋白质组数据中较为普遍，补体和凝血级联反应是在组织、血浆和血清数据集中均出现的通路。
- 代谢组数据分析：对 PTC 组织、血清、尿液、粪便和细胞系的代谢组数据进行分析，确定了与 PTC 相关的重要代谢通路。例如，乙醛酸和二羧酸代谢、丙氨酸 - 天冬氨酸 - 谷氨酸代谢、氨酰 - tRNA 生物合成等是组织研究中的常见代谢通路；不饱和脂肪酸的生物合成在血清样本中最为常见；一碳池与叶酸途径在尿液样本中富集；甘油磷脂代谢和甘油酯代谢在粪便分析中显著富集。此外，通过比较人类和细胞系的代谢组数据集，发现了一些相似和独特的代谢通路。
- 多组学数据集整合：整合人类 SNP、转录组、蛋白质组和代谢组数据的显著通路后，发现柠檬酸循环（TCA 循环）和乙醛酸和二羧酸代谢是多个组学数据集共有的通路。此外，还确定了许多在 PTC 进展过程中发生改变的代谢、信号、EMT 和疾病相关通路，并将这些通路、TFs 和激酶与 PTC 的临床结果相关联。
研究结论和讨论部分指出，该研究通过多组学数据分析，全面揭示了 PTC 相关的关键通路、TFs 和激酶。这些发现有助于从系统层面理解 PTC 的发病机制，为后续开展针对性实验、寻找潜在生物标志物和药物靶点提供了重要依据。尽管研究结果尚未在更大队列中进行实验验证，但这些核心通路、TFs 和激酶有望成为 PTC 治疗的关键靶点，为实现精准诊断和个性化治疗奠定基础。未来，还需要进一步开展临床前和临床研究，将这些理论成果转化为实际的临床应用，从而提高 PTC 患者的治疗效果和生活质量。
