结肠腺癌中二硫键凋亡相关基因的预后价值与治疗潜力：一项多组学整合研究

本研究针对结肠腺癌(COAD)患者预后评估和治疗靶点匮乏的临床难题，通过多组学分析揭示了二硫键凋亡相关基因(DRGs)在调控T细胞分化和肿瘤微环境中的核心作用。研究人员构建了基于DIAPH1/NDUFB10等9个DRGs的预后模型(AUC达0.777)，并通过单细胞测序(scRNA-seq)和空间转录组技术证实DRGs通过调节Th1/Treg平衡影响免疫治疗响应。体外实验证实敲低DIAPH1/NDUFB10可显著抑制肿瘤增殖(p<0.01)，为结肠癌免疫治疗提供了新靶点。

　　

在全球癌症负担日益加重的背景下，结肠癌(CC)作为发病率第四的恶性肿瘤，其治疗仍面临术后复发、转移和耐药等重大挑战。尽管手术、化疗和免疫治疗取得进展，但患者5年生存率仍不理想，这主要归因于肿瘤的高度异质性和复杂的免疫微环境。传统生物标志物如KRAS突变或MSI状态仅能解释部分治疗响应差异，亟需发现更全面的预后标志物和治疗靶点。

哈尔滨医科大学附属第一医院联合西安交通大学医学中心的研究团队在《Cancer Cell International》发表重要成果，首次系统揭示了二硫键凋亡相关基因(DRGs)在结肠腺癌(COAD)中的调控机制。研究通过整合TCGA-COAD队列的基因组、转录组数据和GSE166555单细胞数据集，结合空间转录组和体外功能实验，发现DRGs通过调控T细胞分化重塑肿瘤免疫微环境，其中DIAPH1和NDUFB10成为干预肿瘤免疫逃逸的关键开关。

研究采用多组学整合分析技术路线：1)基于TCGA-COAD队列(n=421)的DRGs表达谱进行分子分型(NMF聚类)；2)通过LASSO回归构建9基因预后模型并在GSE39582队列验证；3)运用CIBERSORT/ssGSEA算法解析免疫浸润特征；4)采用10x Genomics单细胞测序(scRNA-seq)和空间转录组技术解析细胞互作网络；5)通过AOM/DSS诱导的小鼠结肠癌模型和Jurkat/HCT116共培养体系验证基因功能。

分类与分子特征
通过非负矩阵分解(NMF)将TCGA样本分为C1/C2亚型，PCA/t-SNE显示显著分离趋势。C2亚型高表达NDUFB10等线粒体复合体基因，而C1亚型富集CNOT1等转录调控因子。

免疫景观差异
CIBERSORT分析揭示C2亚型具有更高比例的初始B细胞和Treg细胞(p<0.05)，而ssGSEA显示其NK细胞浸润减少。ESTIMATE算法提示C2亚型基质评分显著升高，暗示DRGs可能通过基质-免疫串扰影响预后。

突变特征分析
77个DRGs的SNP突变率均低于10%，CNV环状图显示NDUFB10等基因存在拷贝数扩增。STRING数据库构建的PPI网络揭示DRGs主要参与氧化磷酸化和细胞骨架调控通路。

预后模型构建
LASSO回归筛选出包含DIAPH1、NDUFB10等9个基因的预测模型，在训练集(TCGA)和验证集(GSE39582)的3年AUC分别达0.779和0.661。高风险组(HRG)患者总生存期显著缩短(p<0.001)，且对贝伐珠单抗等药物更敏感。

单细胞解析
scRNA-seq鉴定出38,233个细胞，Scissor算法显示高风险表型细胞在上皮和成纤维细胞中富集。ProjecTILs映射发现COAD组织中Th1细胞占比最高(占T细胞的42%)，但DRG表达与T细胞亚型比例无直接关联。

空间互作网络
空间转录组揭示恶性细胞区域存在免疫排斥现象，而癌症相关成纤维细胞(CAF)与浆细胞共定位区域的配体-受体(L-R)网络评分显著升高(p<0.01)。基因集评分显示DRGs在肿瘤边缘呈现梯度表达特征。

功能验证
在AOM/DSS诱导的小鼠模型中，肿瘤组织DIAPH1⁺CD3D⁺细胞数量较正常组织增加3.2倍(p<0.01)。shRNA敲低Jurkat细胞的DIAPH1/NDUFB10后，共培养的HCT116细胞凋亡率提升47%(p<0.01)，CCK-8检测显示增殖抑制率达68%。

这项研究开创性地建立了DRGs与COAD免疫微环境的联系，揭示了DIAPH1/NDUFB10通过调控T细胞代谢重编程影响抗肿瘤免疫的新机制。所构建的9基因预后模型突破了传统TNM分期局限，为个体化治疗决策提供了分子工具。特别值得注意的是，空间多组学技术首次捕捉到DRGs在肿瘤-基质界面的动态表达模式，为理解免疫逃逸提供了空间维度证据。尽管存在样本量限制，但研究提出的"靶向DRGs重塑免疫微环境"策略，为克服结肠癌免疫治疗耐药提供了新思路，其分子分型框架也可拓展至其他实体瘤研究。未来需在更大队列中验证模型的临床适用性，并深入探索DRGs调控线粒体功能与细胞骨架重塑的精确分子机制。