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食管癌(ESCA)死亡率高,现有诊疗手段有限。研究人员探究微小染色体维持复合体组分 8(MCM8)在 ESCA 中的作用,构建 ceRNA 网络。结果显示 MCM8 可作诊疗标志物,与 m6a 甲基化、血管生成有关。该研究为 ESCA 诊疗提供新方向。
在全球范围内,食管癌(Esophageal Carcinoma,ESCA)是一个令人谈之色变的健康杀手。它的发病率和死亡率都居高不下,是全球第七大常见癌症,也是癌症相关死亡的第六大主因,每年新增病例约 60.41 万,死亡人数约 54.41 万。尽管现代医学在诊断和治疗技术上不断进步,但食管癌患者的预后情况依然不容乐观,5 年生存率低于 20%。当前的治疗手段,像手术、化疗和放疗,都存在诸多局限,比如因发现过晚而错过最佳治疗时机、患者对治疗产生抵抗以及严重的副作用等。因此,寻找新的诊断生物标志物和治疗靶点,成为改善食管癌患者生存状况的关键,这也正是这项研究开展的重要原因。
来自湖北医药学院附属太和医院等机构的研究人员,为了攻克这一难题,展开了深入研究。他们将目光聚焦于微小染色体维持复合体组分 8(Minichromosome Maintenance Complex Component 8,MCM8),试图探究它在食管癌中的诊断和预后价值,以及其与 m6a 甲基化(一种常见的 RNA 修饰,参与癌症的发生和发展过程)和血管生成(在食管癌进展中起着重要作用)之间的关系,并构建了竞争性内源性 RNA(Competing Endogenous RNA,ceRNA)网络。最终,研究取得了重要成果,相关论文发表在《European Journal of Medical Research》上。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。他们从癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)和基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)获取临床数据和基因表达谱,以此为基础,利用 DESeq2 和 limma 软件包进行差异基因表达分析;借助生存分析等方法评估 MCM8 表达与患者生存结局的关系;运用免疫组化染色检测 MCM8 在食管癌组织中的表达;通过生物信息学工具预测并构建 ceRNA 网络 。
下面来详细看看研究结果:
- 差异表达基因分析:对多个数据集进行综合分析后,发现 MCM8 在肿瘤组织中显著高表达,在不同数据集的肿瘤组和正常组对比中,均呈现出这种差异,这初步表明 MCM8 有可能作为食管癌的生物标志物。
- 诊断和预后价值评估:通过构建受试者工作特征(Receiver Operating Characteristic,ROC)曲线,发现 MCM8 在食管癌诊断方面表现出色,曲线下面积(Area Under the Curve,AUC)达到 0.920。同时,研究还发现高表达 MCM8 的患者总生存期(Overall Survival,OS)和疾病特异性生存期(Disease-Specific Survival,DSS)较差,不过它与无进展生存期(Progression-Free Interval,PFI)没有明显关联。而且,MCM8 的表达与患者的年龄、组织学亚型、分级以及病理和临床分期相关,但与性别无关。
- MCM8 的功能及相关机制探索: 利用 Pearson 相关性分析,发现 MCM8 与众多基因存在关联。通过对这些相关基因进行基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析,发现 MCM8 及其共表达基因参与了 DNA 复制、着丝粒相关活动、ATP 依赖的作用于 DNA 的活动以及范可尼贫血途径等重要生物学过程。研究还发现 MCM8 与 m6a 甲基化相关基因存在显著正相关,在不同数据集中,与多个 m6a 相关基因,如 HNRNPA2B1、YTHDF1 等,都呈现出这种相关性。此外,MCM8 与血管生成相关基因也有联系,与 36 个血管生成相关基因存在显著正相关,在不同数据集中,与 PTK2 等基因的表达呈现正相关。
- ceRNA 网络构建:研究人员预测并构建了以 MCM8 为核心的 ceRNA 网络。通过分析,确定了一些可能靶向 MCM8 的微小 RNA(MicroRNA,miRNA),如 hsa-miR-135a-5p 和 hsa-miR-202 - 5p,它们在肿瘤样本中表达下调,与 MCM8 的过表达可能存在相互作用关系。进一步研究发现,长链非编码 RNA(Long Non-Coding RNA,lncRNA)PURPL 可能通过吸附 hsa-miR-135a-5p,促进 MCM8 的表达 。
综合研究结论和讨论部分内容,这项研究意义重大。MCM8 在食管癌中高表达,且与患者不良预后相关,同时具有较高的诊断价值,有望成为食管癌新的诊断和预后生物标志物。此外,MCM8 与 m6a 甲基化和血管生成相关基因的关联,揭示了其在食管癌发生发展过程中的潜在调控机制。构建的 ceRNA 网络,也为深入理解食管癌的发病机制提供了新视角。不过,目前的研究主要基于生物信息学分析和初步实验验证,未来还需要更多的实验研究和临床试验,来进一步验证 MCM8 在食管癌诊疗中的价值,推动食管癌精准治疗的发展。