《BMC Cancer》:Evaluation of epigenetic silencing of the miR-139-5p gene in the pathogenesis of colorectal cancer and its diagnostic biomarker capability in plasma samples

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:BMC Cancer 3.4

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  为探究结直肠癌(CRC)发病机制,研究人员评估 miR-139-5p 启动子甲基化情况。通过 MethyLight 等技术发现患者血浆及组织中该基因高甲基化、低表达,RAP-1b 蛋白升高,其或成 CRC 高准确度诊断生物标志物。

结直肠癌(Colorectal Cancer, CRC)如同潜伏在人体消化道的 “隐形杀手”,在全球范围内稳居恶性肿瘤发病率前列,尤其在男性和女性中分别位列第三和第二位,也是癌症相关死亡的第二大主因。目前,临床筛查手段的局限性使得多数患者确诊时已处于晚期,错失最佳治疗时机。因此,寻找高效的早期诊断生物标志物、揭开 CRC 发病的分子机制面纱,成为科研与临床领域的迫切需求。

在这样的背景下,来自伊朗哈马丹医科大学(Hamadan University of Medical Sciences)癌症研究所分子医学研究中心的研究团队,聚焦于微小 RNA(microRNA, miRNA)的表观遗传调控机制,开展了一项极具创新性的研究。该团队围绕 miR-139-5p 基因的甲基化状态及其在 CRC 中的作用展开深入探索,相关成果发表在国际知名期刊《BMC Cancer》上,为 CRC 的早期诊断和治疗提供了新的思路与方向。


研究人员采用了多种关键技术方法来推进研究。首先,收集了 80 例 CRC 患者及健康对照的血浆样本,以及 40 对肿瘤组织和癌旁正常组织样本。通过 MethyLight 方法检测 miR-139-5p 启动子甲基化水平,运用 qPCR 技术分析 miR-139-5p 的表达情况,并借助 BT(Bioassay Technology)ELISA 试剂盒测定其靶基因 RAP-1b(Ras 相关蛋白 RAP-1b)的蛋白浓度。同时,通过统计分析评估这些生物标志物的诊断价值及其与临床病理特征的关联。


研究结果


miR-139-5p 启动子甲基化水平在 CRC 患者中显著升高


数据显示,CRC 患者血浆样本的甲基化参考百分比(Percentage of Methylated Reference, PMR)中位数为 12.4(95% CI, 3.23–32.25),显著高于健康对照组的 0.66(95% CI, 0.51–1.0)。肿瘤组织的 PMR 中位数为 0.78(95% CI, 0.12–6.58),同样远高于癌旁正常组织的 0.1(95% CI, 0.01–0.29)。以健康样本的最大 PMR 值为阈值,血浆和组织中甲基化阳性率分别达 72.5%(29/40)和 90%(36/40),且甲基化水平与患者的临床病理特征(如肿瘤类型、分期、大小等)无显著关联。


miR-139-5p 表达下调与 RAP-1b 蛋白水平升高呈负相关


qPCR 结果表明,CRC 患者血浆和肿瘤组织中的 miR-139-5p 表达水平较健康对照组显著降低(P<0.001),分别呈现 4.69 倍和 5.7 倍的下调。而作为 miR-139-5p 直接靶标的 RAP-1b 蛋白,在患者样本中的浓度显著升高,血浆和组织中的差异均具有统计学意义(P<0.0001 和 P=0.004),同样与临床病理特征无明显关联。


miR-139-5p 甲基化标记物具有卓越的诊断效能


通过受试者工作特征曲线(Receiver Operating Characteristic, ROC)分析发现,血浆中 miR-139-5p 启动子甲基化标记物的诊断价值尤为突出,曲线下面积(Area Under the Curve, AUC)达 0.958,灵敏度和特异度分别为 75% 和 92.5%,显著优于癌胚抗原(CEA)和粪便潜血试验(FOBT)等传统检测手段。相比之下,miR-139-5p 表达和 RAP-1b 蛋白的 AUC 分别为 0.767 和 0.718,虽有一定诊断潜力但稍逊于甲基化标记物。


研究结论与讨论


这项研究首次系统地在体液和组织样本中评估了 miR-139-5p 基因的甲基化模式、表达水平及其靶蛋白 RAP-1b 的变化。结果表明,miR-139-5p 启动子的高甲基化是导致其表达下调的关键表观遗传机制,而 miR-139-5p 的缺失会解除对 RAP-1b 的抑制,进而激活 MAPK 信号通路,促进 CRC 细胞的增殖与侵袭。值得关注的是,血浆中的 miR-139-5p 甲基化标记物展现出极高的诊断准确性,为 CRC 的无创早期筛查提供了理想的生物标志物候选。


尽管研究中未发现这些生物标志物与临床病理特征的关联,可能与样本量限制及亚组分布不均有关,但该研究仍具有重要意义。它不仅揭示了 miR-139-5p 在 CRC 发病中的抑癌作用及表观遗传调控机制,还为开发基于 miRNA 甲基化的诊断工具和治疗策略(如 DNA 去甲基化药物或 miRNA 模拟物)奠定了基础。未来,更大样本量的前瞻性研究将进一步验证其临床应用价值,推动 CRC 精准医疗的发展。


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