TIMELESS（TIM）作为胃癌预后生物标志物及治疗靶点的多组学机制研究

本研究针对胃癌(GC)分子机制复杂、预后差的问题，通过整合TCGA/GEO数据库和机器学习算法，发现核心时钟基因TIMELESS(TIM)在GC中显著高表达且与不良预后相关。研究揭示了TIM通过调控CASP8介导的细胞焦亡(pyroptosis)通路和免疫微环境促进肿瘤进展，并证实蛋白酶体抑制剂硼替佐米(bortezomib)可作为靶向TIM的潜在治疗药物，为GC个体化治疗提供新策略。

　　

胃癌作为全球第五大常见恶性肿瘤，每年导致超百万人死亡，其分子机制复杂且缺乏有效治疗靶点。尤其值得关注的是，早期胃癌症状隐匿导致诊断延迟，约80%患者确诊时已属晚期，现有化疗方案因肿瘤异质性和耐药性往往疗效有限。在这种临床困境下，探索新的预后标志物和治疗靶点成为当务之急。近年研究发现，昼夜节律基因的失调与多种癌症发生发展密切相关，其中TIMELESS(TIM)作为核心时钟基因，在DNA损伤修复和细胞周期调控中起关键作用，但其在胃癌中的具体机制尚未阐明。

为解决这一科学问题，哈尔滨医科大学等机构的研究团队在《Journal of Genetic Engineering and Biotechnology》发表重要成果。研究团队采用多组学整合分析策略，结合TCGA、GEO和NCBI数据库资源，运用四种机器学习算法(LASSO、随机森林、XGBoost和神经网络)筛选关键基因，并通过免疫组化、Western blot和分子对接等实验验证发现：TIM在胃癌组织中异常高表达，与患者不良预后显著相关，且能通过调控CASP8介导的细胞焦亡通路影响肿瘤微环境。更引人注目的是，研究首次揭示蛋白酶体抑制剂硼替佐米可通过靶向TIM发挥抗肿瘤作用，为胃癌精准治疗开辟新途径。

关键技术方法包括：1)整合TCGA-STAD和GSE27342/GSE63089数据集进行批量校正；2)应用四种机器学习算法筛选特征基因；3)采用CIBERSORT分析免疫细胞浸润；4)通过Kaplan-Meier Plotter评估预后价值；5)利用ZDOCK进行TIM与CASP8的分子对接预测；6)基于GDSC数据库的药物敏感性分析。

研究结果方面：
3.1节显示通过差异表达分析鉴定出29个异常表达的时钟基因，GO/KEGG分析揭示这些基因主要富集于炎症反应、氧化应激和HIF-1信号通路。
3.2节中四种机器学习算法一致筛选出TIM和BHLHE41作为核心基因，其中TIM的诊断AUC达0.802。
3.3节证实TIM在GC组织和细胞系中显著高表达，cBioPortal分析发现其存在167个错义突变，GSEA提示TIM参与DNA损伤修复和p53信号通路调控。
3.4节生存分析显示TIM高表达组5年生存率显著降低(HR=1.68)，且与CD4⁺
T细胞、M1巨噬细胞浸润增加相关。
3.5节首次发现TIM与焦亡关键分子CASP8存在直接相互作用(R=0.42)，分子对接显示两者具有稳定结合位点。
3.6节药物敏感性分析表明硼替佐米对TIM高表达GC细胞具有显著抑制作用(IC₅₀
<0.01)。

在讨论部分，作者系统阐述了TIM通过"昼夜节律-CASP8焦亡轴"促进胃癌进展的双重机制：一方面作为时钟基因调控元件影响DNA修复保真度，另一方面通过结合CASP8触发炎症性细胞死亡。特别值得注意的是，TIM表达水平与免疫微环境特征密切相关，高TIM组呈现"热肿瘤"特征，这为免疫检查点抑制剂的应用提供了潜在筛选标志。研究创新性地将蛋白酶体抑制剂硼替佐米与TIM靶向治疗联系起来，实验证实其可能通过破坏端粒稳定性发挥抗肿瘤作用。

这项研究的重要意义在于：首次建立TIM-CASP8分子轴在胃癌中的调控网络，不仅为胃癌预后评估提供新生物标志物，更重要的是发现硼替佐米这一已上市药物的新适应症潜力。从转化医学角度看，该成果可直接指导临床治疗决策——通过检测TIM表达水平，既能预测患者预后，又能筛选可能从硼替佐米治疗中获益的群体。研究采用的"生物信息学预测+实验验证"策略，也为其他癌症靶点发现提供了方法学借鉴。未来研究可进一步探索TIM调控网络中的非编码RNA(如miRNA/lncRNA)环节，以及其与现有化疗方案的协同效应，推动胃癌精准治疗体系的完善。