编辑推荐：
为探究结直肠癌（CRC）进展的分子机制，研究人员整合 TCGA 转录组数据与单细胞 RNA 测序（scRNA-seq），筛选出 198 个进展相关长链非编码 RNA（lncRNA），如 LINC01615、AC007998.3，揭示其通过多水平调控影响肿瘤微环境，为预后和治疗提供新方向。
结直肠癌（Colorectal Cancer, CRC）作为全球第三大常见癌症和第二大癌症相关死亡原因，尽管在筛查和治疗方面取得了一定进展，但晚期患者的预后仍然较差。这一现状凸显了深入理解 CRC 进展的遗传机制、开发更有效的个性化治疗方法的迫切性。长链非编码 RNA（Long Non-Coding RNAs, lncRNAs）是一类长度超过 200 个核苷酸的 RNA 分子，主要通过转录、转录后和表观遗传机制发挥作用，在多种癌症包括 CRC 的肿瘤生长、转移、耐药和免疫逃避等过程中扮演着重要角色。然而，目前对于 CRC 中与进展相关的 lncRNAs 的系统性鉴定和优先级排序仍存在不足，其在肿瘤微环境（尤其是与免疫细胞和基质细胞的相互作用）中的功能作用以及 cis-、trans - 和转录后调控等多水平调控机制也尚未得到全面探讨。
为填补这些知识空白，聊城市人民医院联合山东大学中医药创新研究院等机构的研究人员开展了相关研究，旨在鉴定 CRC 中与进展相关的关键 lncRNAs，并探讨其与肿瘤微环境特征的关联，揭示其在 CRC 进展中的作用机制。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为 CRC 的分子机制研究和靶向治疗提供了新的见解和潜在方向。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：首先从 TCGA 数据库获取结直肠腺癌（COAD）和直肠腺癌（READ）的 RNA-seq 数据及临床数据，使用 “ComBat” 算法消除批次效应；通过 limma R 软件进行差异表达分析，筛选出差异表达的 lncRNAs；开发了一种整合多种进展相关特征、差异表达和生存分析的评分系统，对 lncRNAs 进行优先级排序；利用 CIBERSORTx 算法评估免疫和基质细胞的比例，分析优先排序的 lncRNAs 与特定细胞类型的关联；运用共识聚类方法根据进展相关 lncRNAs 的表达模式对患者进行分层；通过分析位于 1 Mb 基因组距离内的 lncRNAs 和 mRNAs，鉴定 cis - 调控相互作用；基于 lncRNAs 与远端 mRNAs 的显著相关性构建 trans - 调控网络；利用 lncRNAs 与 miRNAs、miRNAs 与 mRNAs 的相关性构建 ceRNA 网络；通过实时荧光定量 PCR（RT-qPCR）对部分 lncRNAs 的表达进行实验验证。
进展相关 lncRNAs 的鉴定与验证
研究通过整合 TCGA 的 COAD 和 READ 数据集，经过主成分分析（PCA）验证批次效应消除后，进行差异表达分析，鉴定出众多差异表达的 lncRNAs，其中包括已知的与 CRC 进展相关的 ELFN1-AS1 和 SNHG25 等。进一步通过富集分析和生存分析等方法，筛选出 198 个关键进展相关 lncRNAs，包括已知的 LINC01615 和新候选的 AC007998.3。实验验证表明，LINC01615 在 CRC 组织中显著上调，而 AC007998.3 的差异表达未达显著水平，另一个 lncRNA LINC00460 在癌组织中显著上调。这些 lncRNAs 在与 CRC 进展相关的信号通路如血管生成、基质重塑等中显著富集。
进展相关 lncRNAs 与肿瘤微环境细胞的关系
肿瘤微环境分析显示，进展相关 lncRNAs 与成纤维细胞、上皮细胞、调节性 T 细胞（Tregs）和巨噬细胞等细胞类型显著相关。单细胞 RNA 测序分析鉴定出免疫细胞和基质细胞的不同簇，富集分析表明优先排序的 lncRNAs 与恶性上皮细胞、Tregs、CD8 + 耗竭 T 细胞（CD8 Tex）、成纤维细胞和内皮细胞等相关，提示其在调节 CRC 微环境中的双重作用。以 LINC00839 为例，其共表达的 mRNA 在恶性细胞和成纤维细胞中显著富集，表明其可能参与 CRC 进展。
基于进展相关 lncRNAs 的患者分层
通过共识聚类方法，将 638 例 CRC 患者分为 4 个亚型（S1-S4）。各亚型在生存、肿瘤分期、癌症进展相关信号通路活性、肿瘤微环境组成和标志性通路活性等方面存在显著差异。S2 亚型预后最差，富集于晚期患者，具有较高的 DNA 修复通路活性；S3 亚型具有较强的上皮 - 间质转化（EMT）活性和侵袭转移潜力；S4 亚型预后较好，与 TGF-β 信号通路和调节性肿瘤免疫微环境相关。
S3 亚型中 lncRNA 介导的多水平调控机制
在具有强侵袭和转移潜力的 S3 亚型中，鉴定出 lncRNA LINC01614 与邻近基因 FN1 和 IGFBP5 的 cis - 调控相互作用，构建了包含 LINC01614、LINC01705 和 AC113346.1 等 lncRNAs 的 trans - 调控网络，其靶向的 mRNA 富集于细胞外基质组织、免疫细胞迁移等通路。ceRNA 网络分析揭示了 lncRNAs、miRNAs（如 MIR647、MIR3189）和 mRNAs（如 SPP1、IL1RN、HLA-DRB1）之间的相互作用，功能富集显示其涉及炎症反应、细胞对白细胞介素 - 1 的反应等过程，药物 - 靶点网络分析为 CRC 治疗提供了潜在的药物重定位线索。
该研究系统地鉴定了 CRC 中与进展相关的 lncRNAs，揭示了其在肿瘤微环境调控和多水平基因调控中的作用，为 CRC 的分子机制研究提供了新的视角。通过将患者分为不同的分子亚型，为个性化治疗策略的开发奠定了基础。此外，研究中鉴定的关键 lncRNAs 及其调控网络为潜在的预后生物标志物和治疗靶点提供了丰富的资源，有望推动 CRC 精准医学的发展。然而，研究中鉴定的调控网络和关联主要基于相关性和计算预测，缺乏直接的实验验证，且样本量有限，未来需要更大的独立队列和更深入的功能研究来进一步确认这些发现。
