甲状腺癌与乳腺癌共病的分子机制:基于多组学数据的枢纽基因与调控网络研究

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对甲状腺癌(TC)与乳腺癌(BC)临床共病现象,通过整合GSE3467和GSE61304数据集,运用WGCNA、免疫浸润分析和分子对接等技术,鉴定出ANGPTL1、CD36等7个枢纽基因,揭示其通过自噬(autophagy)和铁死亡(ferroptosis)通路参与共病机制,并筛选出6种潜在治疗药物,为双癌协同治疗提供新靶点。

  

甲状腺癌和乳腺癌如同女性健康领域的"影子杀手",全球统计显示两者发病率持续攀升,乳腺癌高居女性恶性肿瘤首位,甲状腺癌也跻身前八。临床观察揭示一个引人深思的现象:乳腺癌患者后续发生甲状腺癌的风险显著增加,这种"双癌共舞"的机制迷雾重重。早在1896年,Beatson教授就尝试通过甲状腺切除治疗乳腺癌,暗示两者可能存在隐秘的分子关联。近年研究更发现,共病患者往往呈现独特的临床特征——肿瘤分期较早、淋巴结转移较少且激素受体高表达。这些线索像拼图碎片,亟待科学家揭示背后的完整图景。

宁夏医科大学的研究团队在《Scientific Reports》发表的研究,通过生物信息学解码这场"双癌共舞"的分子密码。研究人员从NCBI GEO数据库获取TC(GSE3467)和BC(GSE61304)的转录组数据,运用limma包筛选差异表达基因(DEGs),通过WGCNA构建基因共表达网络,结合CIBERSORT算法分析免疫浸润特征,并利用分子对接预测潜在治疗药物。

Identification of DEGs
分析发现TC中存在455个DEGs(262上调/193下调),BC中837个DEGs(326上调/511下调),交叉获得58个共病相关基因,包括17个共上调基因和41个共下调基因。

Functional enrichment of the DEGs
GO分析显示这些基因富集于细胞-基质黏附(cell-matrix adhesion)和间充质细胞迁移等过程,KEGG通路分析提示其参与ECM-受体相互作用等癌症相关通路。

WGCNA network construction and identification of hub genes
WGCNA鉴定出TC的蓝绿模块(r=0.9)和BC的棕色模块(r=0.67)最为关键,交叉分析获得133个模块共有基因,最终锁定7个枢纽基因:ANGPTL1、FHL1、ID1、CD36、ID4、LIFR和LYVE1。

Immune cell infiltration and correlation analysis of hub genes
免疫浸润显示TC中CD8+ T细胞和活化肥大细胞在正常组更丰富,而BC中M0/M1型巨噬细胞在肿瘤组占比更高,揭示两种癌症具有截然不同的免疫微环境特征。

Relationship between hub genes and genes related to key regulatory mechanisms
枢纽基因与自噬标志物ATG4、铁死亡相关基因LINC00472呈现显著正相关,暗示这些通路可能是双癌共病的"分子桥梁"。

MiRNA analysis
构建的miRNA-mRNA调控网络识别出miR-203、miR-338-3p等6个核心调控因子,其中miR-203在两种癌症中均通过不同靶点发挥抑癌作用。

Potential drug prediction and molecular Docking analysis
分子对接筛选出靶向CD36的6种候选药物,其中血根碱(sanguinarine)结合能达-11.1 kcal/mol,他莫昔芬(tamoxifen)等FDA已批准药物显示出良好的结合特性。

Validation of hub genes in patients with TC and BC
实验验证发现ANGPTL1在双癌组织中一致性下调,而CD36在TC和BC中呈现差异表达模式,提示其可能具有组织特异性调控机制。

这项研究如同打开潘多拉魔盒的钥匙,首次系统揭示TC与BC共病的分子基础。发现的7个枢纽基因构成"分子交通枢纽",通过自噬和铁死亡等通路协调两种癌症的发展。特别值得注意的是,ANGPTL1作为血管生成抑制因子在双癌中普遍失活,可能创造利于肿瘤生长的微环境;而CD36则像"分子开关",在不同癌症中呈现相反的表达模式。研究者构建的miRNA调控网络为理解表观遗传调控提供新视角,而药物重定位策略为临床治疗提供即时可用的武器库。这些发现不仅解开临床共病现象的分子谜团,更开辟了"一箭双雕"的治疗新思路——针对共享靶点的联合治疗策略或将成为未来研究方向。

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