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BUB1缺陷通过PI3K/Akt通路抑制肾透明细胞癌进展:一项生物信息学导向的验证研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月17日 来源:Molecular and Cellular Probes 2.3
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本研究针对肾透明细胞癌(KIRC)分子机制不明的临床困境,通过生物信息学分析结合实验验证,首次揭示有丝分裂检查点激酶BUB1通过调控PI3K/Akt信号通路促进KIRC进展。研究发现BUB1高表达与不良预后显著相关,其缺失可抑制细胞增殖、EMT(上皮-间质转化)和肿瘤生长,并激活免疫微环境调控。该成果为KIRC诊断和治疗提供了新靶点。
肾透明细胞癌(KIRC)作为最常见的肾癌亚型,其高转移性和治疗耐药性导致患者预后极差。尽管手术切除、抗血管生成和免疫治疗等策略有所进展,但肿瘤异质性和分子机制不明严重制约疗效。基因组不稳定性是癌症标志之一,其中非整倍体(aneuploidy)通过改变关键基因表达驱动肿瘤进展,但具体机制亟待阐明。哈尔滨医科大学第四附属医院的研究团队通过生物信息学导向的多组学分析,首次系统揭示有丝分裂检查点激酶BUB1在KIRC中的致癌机制,相关成果发表于《Molecular and Cellular Probes》。
研究采用TCGA、GTEx等数据库进行泛癌分析,结合临床样本检测和细胞实验。关键技术包括:(1)生物信息学挖掘BUB1表达与预后的关联;(2)免疫组化和Western Blot验证蛋白表达;(3)体外功能实验(CCK-8、Transwell等)和裸鼠成瘤模型;(4)RNA测序和通路富集分析;(5)免疫微环境评分算法(xCELL、ESTIMATE等)。
研究结果
3.1 BUB1基因在KIRC组织中异常表达
泛癌分析显示BUB1在33种癌症中高表达,KIRC组织中的mRNA和蛋白水平显著高于癌旁组织(p<0.0001)。免疫荧光证实BUB1定位于细胞核和质,786-O等细胞系中表达量较正常肾小管上皮细胞HK2升高4-6倍。
3.2 BUB1参与多种癌症进展调控
GEPIA2分析显示BUB1表达与KIRC分期正相关(p<0.01)。生存分析提示高BUB1患者总生存期(OS)和無病生存期(DFS)缩短30%-40%,且与肿瘤分级、淋巴结转移显著相关(p<0.05)。
3.3 BUB1受表观遗传修饰调控
DNA甲基化分析发现BUB1启动子高甲基化,且与m6
A修饰酶(如METTL14、YTHDF1/2)表达相关,提示表观遗传调控可能影响其稳定性。
3.4 BUB1与免疫浸润和免疫治疗响应相关
ESTIMATE算法显示BUB1高表达组免疫评分升高(p<0.01),且与CD8+
T细胞、M1/M2型巨噬细胞浸润正相关。TMB(肿瘤突变负荷)和MSI(微卫星不稳定性)分析提示BUB1可能影响免疫治疗响应。
3.5-3.6 BUB1沉默抑制KIRC恶性表型
siRNA敲低BUB1使786-O细胞增殖率下降60%(CCK-8)、迁移能力减弱50%(Transwell),并诱导G1/S期阻滞和凋亡(流式细胞术)。裸鼠实验中肿瘤体积减少55%(p<0.001)。
3.7-3.8 PI3K/Akt通路是关键作用机制
RNA-seq和KEGG分析发现BUB1缺失导致细胞周期和PI3K/Akt通路相关基因富集。Western Blot证实敲低BUB1降低p-PI3K和p-Akt水平,而通路激活剂740Y-P可逆转表型,恢复EMT标志物(E-cadherin下调,N-cadherin上调)。
结论与意义
该研究首次阐明BUB1通过PI3K/Akt通路促进KIRC进展的分子机制:高表达BUB1通过磷酸化激活PI3K/Akt信号,驱动细胞周期和EMT进程,同时重塑免疫微环境。临床相关性分析显示其可作为预后标志物和免疫治疗响应预测指标。研究不仅为KIRC靶向治疗提供新思路,还揭示了表观遗传-免疫串扰在肿瘤中的调控网络,具有重要转化价值。未来需进一步探索BUB1在临床样本中的调控机制及其与现有疗法的协同效应。
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