昼夜节律基因RBM17通过调控肝癌干细胞特性促进肿瘤进展及化疗耐药的新机制

中山大学肿瘤防治中心等团队通过多组学分析和机器学习算法，鉴定出IL18RAP、RBM17等4个关键昼夜节律基因（LCGs），首次揭示RBM17通过增强CD133+ 癌症干细胞（CSCs）特性促进肝癌进展和顺铂耐药，建立的昼夜节律预后评分（CPS）可精准预测患者预后及治疗响应，为肝癌靶向治疗提供新思路。

　　

昼夜节律紊乱已被流行病学研究证实是肝癌发生的危险因素，但分子机制尚不明确。作为人体代谢中枢的肝脏具有显著的昼夜节律调控特征，当这种节律被打破时，究竟如何影响肝癌的恶性进展？更重要的是，能否从昼夜节律角度建立有效的预后预测模型？这些关键科学问题亟待解答。南方医科大学、中山大学肿瘤防治中心等机构的研究人员通过创新性研究，在《Cancer Cell International》发表重要成果，不仅揭示了昼夜节律基因RBM17调控肝癌干细胞特性的新机制，还开发出具有临床转化价值的预后预测体系。

研究团队运用多组学整合分析（转录组、基因组、甲基化）、机器学习算法（LASSO回归和随机森林）、单细胞转录组测序（scRNA-seq）、空间转录组以及体内外功能实验等关键技术，对TCGA-LIHC和ICGC-LIRI-JP等公共数据库及112例肝癌临床样本进行系统分析。

【多组学分析揭示肝癌中昼夜节律基因的广泛失调】
通过CYCLOPS算法鉴定的378个肝脏昼夜节律基因（LCGs）在肝癌中呈现整体表达紊乱。整合分析发现，虽然LCGs的基因突变频率较低（<5%），但存在普遍的拷贝数变异（CNV）和启动子甲基化改变。值得注意的是，核心节律转录因子CLOCK的表达与整体LCGs表达呈最强正相关（r=0.42）。ActivePathway分析显示，LCGs失调主要影响癌症相关通路、上皮-间质转化（EMT）和免疫调控通路。

【机器学习鉴定关键预后相关昼夜节律基因】
联合应用LASSO回归和随机森林算法，从378个LCGs中筛选出4个核心基因：IL18RAP、RBM17、GNL2和ZDHHC18。其中RBM17在肝癌组织中的表达显著高于癌旁组织（P<0.001），且高表达患者总生存期更短（HR=2.1，P=0.003）。单细胞转录组分析发现，RBM17在肿瘤源性肝细胞中特异性高表达，尤其富集于CNV评分高、EMT和增殖能力强的细胞亚群。

【RBM17通过调控癌症干细胞特性促进肝癌进展】
伪时序分析显示RBM17高表达细胞位于肿瘤进展轨迹的终末阶段。实验验证发现，敲低RBM17可显著抑制PLC-8024和HepG2细胞的增殖（CCK8检测，P<0.01）、迁移（伤口愈合实验，P<0.05）和侵袭能力（Transwell实验，P<0.01）。机制上，RBM17通过上调CD133表达维持癌症干细胞（CSCs）特性，促进G1/S期转换（cyclinE2/CDK2上调）和球体形成（增加2.3倍，P<0.001）。

【RBM17介导 cisplatin耐药及其临床意义】
Beyondcell算法预测显示RBM17高表达细胞对cisplatin耐药性显著增强（BSC值提高1.8倍）。体内实验证实，敲除RBM17可使肿瘤对cisplatin的敏感性提高3倍（P<0.001）。临床队列分析显示，RBM17高表达患者对TACE治疗反应率降低40%（AUC=0.70）。

【昼夜节律预后评分（CPS）的构建与应用】
基于4个关键基因构建的CPS评分在TCGA和ICGC队列中均显示出优异的预后预测能力（3年OS的AUC=0.72）。高CPS组特征为：TP53突变频率增高（43% vs 11%，P<0.005）、细胞周期通路激活和免疫抑制微环境。药物敏感性分析提示高CPS肿瘤可能对Wee1抑制剂等细胞周期靶向药物敏感（Rho<-0.4）。

这项研究首次系统阐明了昼夜节律紊乱通过RBM17-CD133轴促进肝癌干细胞特性的分子机制，开发的CPS评分体系实现了从基础研究到临床应用的转化。特别值得注意的是，研究发现昼夜节律基因不仅影响肿瘤生物学行为，还与治疗抵抗密切相关，为肝癌的时辰治疗提供了理论依据。未来针对RBM17及其下游通路的靶向干预，可能成为克服肝癌化疗耐药的新策略。