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当前癌症死亡率因可靠生物标志物缺失而攀升,研究聚焦 LZTS2 在 LIHC 和 STAD 中的作用。通过生物信息学工具及 qRT-PCR、qMSP 等实验,发现 LZTS2 表达与甲基化关联预后,为癌症诊疗提供新方向。
癌症作为全球主要健康威胁,2021 年全球约有 1930 万新发病例和 1000 万死亡病例,其高死亡率很大程度上源于转移且缺乏早期可靠诊断的生物标志物。例如肝细胞癌(LIHC)是全球癌症相关死亡的第三大原因,常因早期诊断困难而预后不佳;胃腺癌(STAD)同样因晚期有效治疗手段匮乏,死亡率居高不下。因此,寻找兼具诊断和预后价值的新型生物标志物成为癌症研究的迫切需求。
浙江大学医学院附属邵逸夫医院、浙江省人民医院(杭州医学院附属人民医院)等机构的研究人员开展了关于 LZTS2 基因在癌症中作用的研究,相关成果发表在《Scientific Reports》。该研究旨在探索 LZTS2 作为泛癌生物标志物,尤其是在 LIHC 和 STAD 中的诊断、预后价值及分子机制。研究发现,LZTS2 的表达和甲基化状态与癌症进展、患者生存密切相关,有望为 LIHC 和 STAD 的临床管理提供新靶点。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:利用 UALCAN、KM-plotter、TCGA 等生物信息学数据库,分析 LZTS2 在多种癌症中的表达模式、甲基化状态与临床病理特征的关联;通过 qRT-PCR(实时定量聚合酶链反应)和 qMSP(定量甲基化特异性 PCR)技术,在 LIHC(如 97H、LM3 细胞系)和 STAD(如 AGS、MKN7 细胞系)细胞模型中验证 LZTS2 的表达及甲基化水平;借助 TIMER 数据库分析 LZTS2 表达与肿瘤免疫微环境中免疫细胞浸润的相关性;运用 cBioPortal 平台探究 LZTS2 的基因变异、拷贝数变异(CNVs)及突变热点;通过 STRING 和 DAVID 等工具构建蛋白质 - 蛋白质相互作用(PPI)网络并进行 KEGG 通路富集分析。
研究结果
LZTS2 表达特征
通过 TIMER 和 GENT2 平台对 24 种癌症的分析显示,LZTS2 在多数癌组织中显著高表达,尤其在 LIHC 和 STAD 中,其表达水平与肿瘤分级、分期及转移倾向密切相关。GEPIA 数据库和 HPA 数据库的免疫组织化学(IHC)染色结果均证实,LZTS2 高表达与 LIHC 和 STAD 患者的总生存期(OS)和无复发生存期(RFS)缩短相关。
甲基化调控机制
UALCAN 和 MEXPRESS 分析发现,LIHC 和 STAD 中 LZTS2 启动子区甲基化水平显著低于正常组织,且甲基化水平与基因表达呈负相关。全基因组甲基化分析进一步显示,LZTS2 基因体和增强子区域存在多个低甲基化 CpG 位点,提示其表达上调可能由表观遗传调控驱动。
遗传变异与免疫微环境关联
cBioPortal 分析表明,LZTS2 在 LIHC 和 STAD 中的遗传变异频率较低(<3%),主要为截断突变和深度扩增,对基因表达影响有限。TIMER 分析显示,LIHC 中 LZTS2 表达与 CD4?T 细胞、巨噬细胞和中性粒细胞浸润呈正相关,而 STAD 中仅与 CD4?T 细胞和巨噬细胞存在中度关联,提示其在不同癌症的免疫微环境中作用存在差异。
信号通路与潜在药物
PPI 网络和 KEGG 通路分析显示,LZTS2 参与肌动蛋白细胞骨架调控、谷氨酸能突触、NOD 样受体信号通路等,其互作基因富集于微管细胞骨架组织、突触可塑性调节等关键生物学过程。CTD 数据库筛选出 1,2 - 二甲基肼、双酚 A 等化合物可能调控 LZTS2 表达,为靶向治疗提供了潜在药物线索。
结论与讨论
本研究系统揭示了 LZTS2 在 LIHC 和 STAD 中的双重角色:其启动子低甲基化驱动的高表达与肿瘤进展、不良预后相关,且通过调控免疫细胞浸润和多条信号通路影响癌症发展。尽管遗传变异对 LZTS2 的调控作用有限,但其表观遗传特征(如甲基化状态)与临床病理参数的强相关性,使其成为兼具诊断(如区分癌组织与正常组织)和预后(如预测生存结局)价值的生物标志物。此外,研究发现的 LZTS2 相关信号通路和潜在调控药物,为开发针对 LIHC 和 STAD 的靶向治疗策略(如甲基化抑制剂或免疫联合疗法)提供了理论依据。
值得注意的是,LZTS2 在不同癌症中的功能具有组织特异性(如在部分癌症中为抑癌基因,在 LIHC 和 STAD 中却促进肿瘤进展),其机制可能与上下游互作基因(如 LZTS1、SHANK3)及微环境信号(如炎症因子)有关。未来需进一步通过临床样本验证和功能实验,深入解析 LZTS2 的动态调控网络,以推动其从基础研究向临床应用的转化。综上,该研究不仅拓展了对 LIHC 和 STAD 分子机制的认知,也为癌症精准医疗提供了新的生物标志物和治疗靶点。