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多组学揭示OSM-OSMR作为子宫内膜腺癌肿瘤微环境中的关键受体-配体互作轴及其临床意义
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月03日 来源:International Immunopharmacology 4.8
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本研究针对子宫内膜腺癌(EA)预后标志物缺乏的问题,通过整合scRNA-seq、空间转录组和TCGA数据,发现OSM-OSMR信号在肿瘤微环境(TME)中异常激活。研究人员构建了基于7基因的随机生存森林(RSF)预后模型(C-index=0.983),并通过实验证实OSM通过AKT通路促进Ishikawa细胞增殖和脂代谢重编程。该研究为EA分子分型和靶向治疗提供了新思路。
子宫内膜癌作为女性生殖系统常见恶性肿瘤,其发病率逐年上升,其中子宫内膜腺癌(EA)占比最高。尽管早期患者五年生存率较高,但约5-15%会出现复发转移,而晚期病例由于缺乏可靠预后指标,治疗效果仍不理想。肿瘤微环境(TME)中细胞间通讯的异常是癌症进展的关键因素,但EA中关键的受体-配体(LR)互作网络尚未阐明。尤其值得注意的是,细胞因子Oncostatin M(OSM)在乳腺癌、肝癌等多种肿瘤中高表达,能通过OSMR或LIFR受体激活下游信号,但其在EA中的作用机制和临床价值仍是未知领域。
南京中医药大学的研究团队在《International Immunopharmacology》发表的研究,通过多组学整合分析揭示了OSM-OSMR作为EA肿瘤微环境的关键调控轴。研究人员首先利用欧洲核苷酸数据库(PRJNA650549)的scRNA-seq数据和TCGA的EA队列,结合空间转录组(GSE203612),采用CellChat和CellphoneDB分析细胞通讯网络;通过机器学习构建预后模型,并利用Ishikawa细胞系进行功能验证,包括CCK-8增殖实验、转录组测序、CRISPR/Cas9基因编辑和裸鼠移植瘤实验,最后通过LC-MS/MS开展脂质组学分析。
3.1 增量性OSM-OSMR细胞通讯
研究发现EA组织中OSM信号通路的活性和数量显著高于癌旁组织。通过UMAP聚类鉴定出11种细胞类型,其中上皮细胞(肿瘤细胞)表现出最强的OSM-OSMR自分泌信号。空间转录组分析显示OSM基因集与肿瘤区域高度共定位,且OSMR表达随细胞分化程度增加而升高。
3.2 OSM基因集与细胞增殖关联
单细胞轨迹分析显示,高表达OSMR的肿瘤细胞与T细胞通讯密切,而低表达组则倾向与NK细胞互作。GO分析揭示差异基因富集于生长因子受体活性,且OSM基因集评分与增殖基因集显著正相关。
3.3 基于NMF的分子分型
通过一致性聚类将EA分为4个亚型(C1-C4),生存分析显示各亚型预后差异显著(P<0.001)。C1亚型ESTIMATE评分最高,提示免疫浸润程度较高;而C4亚型T细胞功能障碍评分突出,可能对免疫治疗反应差。
3.5 基于RSF的风险模型
比较62种机器学习组合后,随机生存森林(RSF)模型以最高C-index(0.983)筛选出7个预后基因(含MAP2K1、MMP3等)。高风险组患者5年生存率显著降低(AUC=0.74),且风险评分与年龄、分子亚型独立相关(HR=2.23, P<0.001)。
3.7-3.8 AKT通路机制验证
体外实验显示50 ng/mL OSM最佳促进Ishikawa细胞增殖(P<0.05)。转录组测序揭示AKT通路显著激活,Western blot证实OSM时间依赖性上调p-AKT表达。使用siRNA-2敲低OSMR后,细胞增殖和AKT磷酸化水平均受抑制。裸鼠实验中,OSMR敲除使移植瘤体积显著减小。
3.9 代谢重编程特征
脂质组学鉴定出4732个差异代谢物(2608上调),KEGG分析显示胆碱代谢、甘油磷脂代谢等通路异常激活,提示OSM诱导了肿瘤细胞的代谢重构。
该研究首次系统阐明了OSM-OSMR轴在EA中的双重作用:一方面通过AKT通路驱动肿瘤增殖和代谢重编程,另一方面其基因表达模式可用于分子分型和预后预测。Zhou Q等构建的7基因RSF模型突破了传统单一算法的局限,为临床决策提供了新工具。值得注意的是,OSMR敲除显著抑制肿瘤生长的发现,为靶向该通路的治疗策略提供了实验依据。未来针对不同OSM亚型的个性化治疗,尤其是C4亚型的免疫联合疗法值得深入探索。这些发现不仅深化了对EA微环境通讯网络的理解,也为开发新型生物标志物和靶向药物奠定了理论基础。
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