高表达RAD51通过调控细胞黏附机制促进口腔鳞癌进展的多组学解析

针对口腔鳞状细胞癌（OSCC）早期诊断难、预后差（5年生存率仅50%）的临床困境，广西医科大学团队开展多组学研究，整合大样本RNA测序（1,006例）、免疫组化（IHC，162例组织）和单细胞测序（scRNA-seq，9,693个恶性上皮细胞），首次揭示DNA修复因子RAD51通过调控细胞黏附相关通路（如MIF-CD74/CXCR4信号）和三羧酸循环（TCA cycle）代谢重编程促进OSCC进展。研究发现CRISPR敲除RAD51可抑制癌细胞增殖，且高表达RAD51导致OSCC对酪氨酸激酶抑制剂（Erlotinib/Gefitinib/Selumetinib）耐药，为靶向黏附机制的治疗提供新策略。

　　

论文解读

口腔鳞状细胞癌（OSCC）占口腔恶性肿瘤的90%，超过70%患者确诊时已进展至晚期，五年生存率仅50%。这种严峻现状源于其早期症状隐匿且缺乏有效靶点。传统研究聚焦于RAD51的DNA修复功能，却忽略了它在细胞黏附中的调控作用——而黏附失调正是癌症转移的关键推手。此前单一数据集虽提示RAD51在OSCC中高表达，但敲除实验未能明确其促癌机制，更无人探索其黏附调控网络。面对这一空白，广西医科大学的研究团队展开了多维度攻关，最终在《Discover Oncology》发表突破性成果。

研究团队运用四大核心技术：

1. 多平台表达验证：整合TCGA、GEO等数据库中1,006例OSCC样本的RNA测序（RNA-seq）和微阵列数据，结合162例临床组织的免疫组化（IHC）和单细胞测序（scRNA-seq）分析9,693个恶性上皮细胞，系统性验证RAD51表达。
2. 基因功能干预：通过CRISPR技术敲除RAD51，利用CERES算法评估其对32种头颈癌细胞系增殖的影响。
3. 分子机制挖掘：联合大样本转录组与单细胞数据筛选黏附相关通路，采用CellChat分析细胞通讯，scMetabolism/scFEA平台解析代谢重编程。
4. 临床转化探索：基于GDSC2和Cellminer数据库预测RAD51高表达与药物敏感性关联，并通过染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）验证靶基因调控。

研究结果精要

1. RAD51在OSCC中全面高表达

• 大样本RNA数据：1,006例OSCC样本的整合分析显示RAD51 mRNA显著上调（SMD=1.11, AUC=0.91, P<0.05）。
• 蛋白水平验证：IHC检测162例OSCC组织，74.1%呈现强阳性（评分≥9），且表达与淋巴结转移正相关（N分期P=0.0063）。
• 单细胞定位：scRNA-seq揭示RAD51在恶性上皮细胞特异性高表达，提示其驱动肿瘤核心恶性表型。

2. 功能干预抑制肿瘤增殖
CRISPR敲除RAD51显著抑制OSCC细胞增殖，其中OSC19细胞系抑制效应最突出，证实其促癌依赖性。

3. 黏附调控机制解析

• 组学关联分析：117个黏附相关基因与RAD51表达负相关（如整合素结合、细胞-基质连接通路）。
• 单细胞通讯网络：高表达RAD51的恶性细胞通过MIF-(CD74+CXCR4)和MIF-(CD74+CD44)配体-受体对增强与基质细胞互作，激活促转移信号。

4. 代谢重编程驱动黏附
scMetabolism分析显示RAD51高表达细胞中TCA循环活性增强，scFEA模型进一步证实丙酮酸（Pyruvate）向乙酰辅酶A（Acetyl-Coa）转化加速，为黏附提供能量支持。

5. 靶向治疗新启示

• 耐药性：RAD51高表达导致OSCC对酪氨酸激酶抑制剂Erlotinib（r=0.38）、Gefitinib（r=0.31）和Selumetinib（r=0.29）耐药。
• 转录调控靶点：ChIP-seq证实RAD51直接结合黏附分子CD74、JUP和MIF的启动子（结合评分>0.5），形成“RAD51-MIF-黏附效应轴”。

结论与意义

本研究首次揭示RAD51通过“代谢-黏附-耐药”三位一体机制推动OSCC进展：

1. 机制创新性：突破RAD51传统DNA修复功能的认知，阐明其通过激活MIF信号通路和TCA循环代谢重编程，重塑细胞黏附能力的致癌新机制。
2. 临床转化价值：明确RAD51作为OSCC预后标志物（IHC评分关联TNM分期），并解释其介导TKIs耐药的原理，为联合靶向RAD51与黏附通路提供依据。
3. 技术示范性：多组学整合策略（从大样本到单细胞、从转录组到代谢组）为肿瘤微环境研究树立范式。

该研究不仅解开了OSCC侵袭转移的新钥匙，更启示靶向“RAD51-MIF-黏附轴”可能突破晚期OSCC的治疗瓶颈。未来需进一步探索RAD51抑制剂与黏附阻断剂的协同效应，加速临床转化。