基于生物信息学与人工智能的MYOF基因在脑癌中的作用机制及叶酸靶向治疗研究

本研究针对脑癌治疗中缺乏有效靶点的难题，通过生物信息学分析和人工智能技术，系统探究了肌铁蛋白(MYOF)基因在脑癌发生发展中的关键作用。研究人员利用REMBRANDT脑癌数据集、空间转录组学和计算药物发现技术，首次证实MYOF在脑癌中异常高表达且与抑郁症相关，并通过分子对接验证叶酸(Folate)可作为靶向MYOF的潜在治疗药物，为脑癌精准治疗提供了新思路。

　　

脑癌作为最具侵袭性的恶性肿瘤之一，其治疗一直是医学界的重大挑战。尤其在高加索人群中，脑癌患者常伴随抑郁症等神经精神症状，但背后的分子机制尚不明确。近年来，基因靶向治疗为脑癌治疗带来了新希望，然而可靠的分子靶点仍十分有限。肌铁蛋白(MYOF)作为一种参与内吞作用的关键基因，在多种癌症转移中发挥重要作用，但其在脑癌中的具体角色和治疗潜力仍有待探索。

美国伍德布里奇联合健康与生物医学科学学院和印度班加罗尔Centurions Bio.Al的研究团队在《Discover Oncology》发表了一项创新研究。该研究通过多学科交叉方法，首次系统揭示了MYOF基因在高加索人群脑癌中的核心作用，并提出了叶酸靶向治疗的新策略。

研究采用了三大关键技术：1)基于REMBRANDT脑癌数据集(GSE108474)的生物信息学分析，筛选关键差异表达基因；2)结合AutoDock Vina的分子对接技术，评估叶酸与MYOF及其相关蛋白的结合亲和力；3)整合OpenCV和TensorFlow的空间转录组学分析，可视化MYOF在脑组织中的表达模式。

基因表达、通路和网络研究

通过GEO2R分析发现MYOF在脑癌中表达量高达4.70倍(logFC)，显著高于正常水平。STRING数据库显示MYOF通过内吞作用(endocytosis)通路参与癌症转移，这一发现为理解脑癌进展机制提供了新视角。

MYOF及其相关基因与叶酸的结合分析

分子对接结果显示，叶酸与MYOF具有极强的结合亲和力(-7.9 kcal/mol)，显著高于其他相关蛋白如EHD3(-7.1 kcal/mol)和MFAP3(-6.0 kcal/mol)。这一发现通过STITCH数据库的基因-药物互作分析得到进一步验证，确立了叶酸靶向MYOF的治疗潜力。

MYOF定位的高分辨率可视化

空间转录组学分析显示，MYOF在脑癌组织中异常高表达，特别是在多巴胺神经元富集区域。通过Python生成的

直观展示了这一差异表达模式。

多巴胺通路与脑癌相关抑郁症

研究发现MYOF通过酪氨酸代谢通路与多巴胺受体(DRD2/DRD4)和酪氨酸羟化酶(TH)相互作用。分子对接显示这些蛋白与叶酸具有不同亲和力(TH:-8.3 kcal/mol；多巴胺:-6.7 kcal/mol)，解释了高加索人群脑癌患者易患抑郁症的分子基础。

DepMap验证MYOF的致癌潜力

通过癌症依赖图谱(DepMap)分析，证实MYOF是胶质母细胞瘤和髓母细胞瘤细胞系的关键依赖基因，进一步支持其作为治疗靶点的重要性。

这项研究首次系统阐明了MYOF在高加索人群脑癌中的多重作用：既作为致癌因子促进肿瘤发展，又通过多巴胺通路导致神经精神症状。更重要的是，研究通过计算生物学方法确立了叶酸靶向MYOF的治疗策略，其高结合亲和力和低毒性特点使其成为极具前景的脑癌治疗候选药物。

尽管目前研究主要基于生物信息学分析，缺乏体内实验验证，但这一开创性工作为脑癌精准治疗提供了新方向。未来研究应着重开展叶酸靶向MYOF的临床前和临床试验，推动这一发现向临床应用转化。该成果不仅对脑癌治疗具有重要意义，也为理解癌症与神经精神疾病的关联提供了新视角。