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为探究结直肠癌（CRC）肿瘤微环境中巨噬细胞调节免疫逃逸的机制，研究人员整合多组学数据开展研究。结果发现 VSIG4 等基因在 CRC 中起关键作用，为 CRC 分子机制研究和免疫治疗提供新方向。
在医学领域，结直肠癌（CRC）是全球范围内常见且致命的恶性肿瘤之一。尽管诊断技术和治疗策略不断进步，但肿瘤的高度异质性和复杂的微环境，仍然是精准治疗路上的 “拦路虎”。肿瘤微环境（TME）中各种细胞之间的相互作用和动态变化，深刻影响着肿瘤的发生、发展以及对免疫治疗的反应。其中，肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）在促进肿瘤细胞增殖、迁移的同时，还会削弱机体的抗肿瘤免疫力，然而其在肿瘤微环境中的具体运作机制，尤其是与肿瘤进展的关联，一直是医学研究的重点和难点。与此同时，VSIG4 作为在肿瘤相关巨噬细胞中高表达的膜蛋白，虽然已被发现与多种癌症的免疫逃逸和不良预后相关，但在结直肠癌肿瘤微环境中的具体作用机制，却还隐藏在重重迷雾之中。为了揭开这些谜团，来自南昌大学第一附属医院麻醉科以及南昌医学院第一附属医院肿瘤科的研究人员，展开了深入的探索研究。
研究人员整合了 TCGA-COAD 数据集、GEO 数据库数据以及单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）数据，利用 R 软件进行数据处理和分析，运用多种算法和工具对数据进行挖掘。研究结果表明，VSIG4、CYBBC3AR1 和 FCGR1A 在结直肠癌患者中存在显著差异表达，通过多种机器学习算法验证，这些基因具有较高的诊断效能，其曲线下面积（AUC）值均大于 0.8。
在肿瘤异质性研究方面，对相关样本进行降维聚类和细胞通讯分析后发现，VSIG4 等基因在单核细胞亚群中特异性表达，且该亚群与内皮细胞存在显著关联，CD74 - CD44 受体 - 配体相互作用可能是关键连接途径。
进一步针对单核细胞亚群功能的研究显示，VSIG4 在 CRC 进展的早中期表达，且在该亚群中特异性和富集率较高。免疫分析表明，这些关键基因的表达与 CD8+ T 细胞免疫耗竭和单核细胞损伤有关。
通路富集分析发现，VSIG4 表达与 JAK - STAT 通路以及三羧酸循环（TCA 循环）等代谢通路密切相关。此外，通过对结直肠癌细胞系 SW620 的研究发现，VSIG4 的 mRNA 在正常结肠上皮细胞系 FHC 中的表达水平显著高于 SW620 细胞。
在讨论部分，研究人员指出，VSIG4 在免疫调节中占据关键地位，其高表达与 CD8+ T 细胞耗竭相关，靶向 VSIG4 有望恢复 T 细胞活性，增强抗肿瘤免疫力。在肿瘤微环境中，VSIG4 在巨噬细胞与内皮细胞的相互作用中至关重要，靶向相关轴可能同时增强免疫治疗效果和抑制肿瘤血管生成。而且，VSIG4 还参与肿瘤代谢与免疫的相互作用，通过 JAK - STAT 通路和 TCA 循环调节肿瘤代谢，影响肿瘤细胞的生存。机器学习模型和 PCR 验证证实了相关基因的诊断潜力，多组学数据的整合也为研究提供了全面视角。不过，该研究也存在一定局限性，主要依赖公开数据库数据，仅通过 qPCR 进行初步实验验证，后续还需更多体外和体内实验进一步探究。
总的来说，这项研究揭示了 VSIG4、CYBBC3AR1 和 FCGR1A 在结直肠癌中的关键作用，尤其是 VSIG4 在免疫抑制和肿瘤微环境中的重要意义。这不仅为理解结直肠癌的免疫逃逸机制提供了新的分子层面的见解，还为以 VSIG4 为靶点的免疫治疗提供了潜在的理论基础，对未来开发更精准有效的抗癌疗法具有重要的指导意义。该研究成果发表在《Discover Oncology》上，为该领域的研究开辟了新的方向，有望推动结直肠癌治疗领域的进一步发展。
研究人员在此次研究中，主要运用了以下关键技术方法：首先整合了 TCGA - COAD 数据集与 GEO 数据库数据，利用 R 软件进行数据标准化和差异分析。通过 “Seurat” 包处理单细胞转录组数据，进行细胞聚类和注释；借助 “Monocle2” 算法开展伪时间分析；运用 “CellChat” 包进行细胞通讯分析；采用非负矩阵分解（NMF）方法对患者进行亚型分类；综合运用多种机器学习算法，如 LASSO 和随机森林模型等筛选关键致病基因；最后通过 PCR 验证关键基因的表达情况。
