
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
基于机器学习整合模型的DDX56致癌机制解析:RNA结合蛋白在肺腺癌中的关键作用与治疗靶点发现
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月18日 来源:npj Precision Oncology 6.8
编辑推荐:
本研究针对肺腺癌(LUAD)中RNA结合蛋白(RBPs)的系统性研究空白,通过机器学习整合模型筛选出关键预后RBP标志物,首次揭示DDX56通过激活NF-κB通路促进Bcl-2转录的分子机制。研究人员构建的13基因风险模型在6个独立队列中展现卓越预测性能(C-index 0.728-0.893),证实高DDX56表达导致肿瘤微环境"冷"表型及铂类耐药,为LUAD的免疫治疗和化疗方案选择提供新策略。
在肺癌持续高居癌症死亡率首位的背景下,肺腺癌(LUAD)作为最常见的病理类型,其5年生存率长期停滞在15%左右。尽管靶向治疗和免疫检查点抑制剂带来了希望,但肿瘤异质性和治疗耐药仍是临床面临的重大挑战。越来越多的证据表明,RNA结合蛋白(RBPs)作为基因表达调控的核心执行者,其异常表达可通过可变剪接、RNA稳定性改变等转录后调控机制促进肿瘤发生,但在LUAD中的系统性研究仍属空白。
来自山东省立医院的研究团队在《npj Precision Oncology》发表重要成果,通过整合TCGA和4个GEO队列的1147例LUAD样本数据,采用10种机器学习算法构建72种预测模型组合,最终确立包含13个关键RBP的预后标志物。该模型在验证队列中展现出超越103个已发表标志物的预测性能(平均C-index 0.679),其中DEAD-box解旋酶56(DDX56)被鉴定为最具临床价值的核心靶点。
研究主要运用生物信息学建模(LASSO+SuperPC算法)、多组学分析(基因组突变、转录组、免疫微环境评分)、体外功能实验(siRNA干扰、Transwell迁移、流式细胞术)和分子机制研究(Western blot、qRT-PCR)等技术方法,其中临床样本包含TCGA数据库594例和山东省立医院29例LUAD组织。
Identification and analysis of prognosis-associated differentially expressed RBPs
通过差异表达分析筛选出115个显著差异的RBP,其中33个与预后相关。突变分析显示27.11%的LUAD患者存在RBP突变,MKI67突变率最高(5%)。
Construction and validation of a prognostic risk model
机器学习确定LASSO+SuperPC为最优算法组合(λ=13),构建的13基因风险模型在全部验证队列中均显著区分高低风险组(p<0.05),Meta分析HR=2.41。
Evaluation of the RBP-based prognostic risk model
模型预测性能显著优于临床变量(年龄、分期等)和103个已发表标志物,对TP53/KRAS/LKB1/EGFR突变亚型均保持预测效力。
Correlation analysis with gene mutation and drug sensitivity
高风险组具有更高突变负荷和特定通路激活(细胞周期、DNA损伤应答),对17种药物(如JQ1)更敏感,低风险组则对厄洛替尼响应更佳。
TME and immunotherapy prediction
高风险组呈现"冷"肿瘤特征:免疫评分降低(p<0.001),CD4+ T细胞浸润减少,TIDE评分升高预示免疫治疗获益较差。
DDX56 as a prognostic biomarker
DDX56在LUAD组织显著高表达(p<0.001),高表达组5年生存率降低42%,单细胞分析显示其在肿瘤CD4+效应记忆T细胞中特异性富集。
Functional mechanisms of DDX56
实验证实DDX56敲除可抑制细胞增殖(SRB检测下降60%)、迁移(Transwell减少75%)并增强卡铂敏感性(凋亡率增加3.2倍)。分子机制上,DDX56通过促进P65(Ser536)磷酸化激活NF-κB通路,进而上调Bcl-2转录(mRNA水平降低55%),而非影响蛋白稳定性。
这项研究首次建立了RBP在LUAD中的系统性研究框架,其创新性主要体现在三个方面:一是采用机器学习整合策略克服了传统生物标志物研究的局限性,构建出具有临床转化潜力的稳健模型;二是阐明DDX56通过NF-κB/Bcl-2轴介导铂类耐药的新机制,为逆转耐药提供潜在靶点;三是揭示RBP表达模式与免疫微环境的关联规律,为免疫治疗疗效预测提供新指标。值得注意的是,研究发现DDX56在T细胞亚群中的异常表达可能参与免疫逃逸,这为理解肿瘤免疫抑制机制开辟了新视角。



生物通微信公众号
知名企业招聘