基于孟德尔随机化和单细胞分析的黑色素瘤遗传变异靶向筛查研究

本研究针对黑色素瘤（Melanoma）这一高侵袭性皮肤癌的遗传机制和肿瘤微环境异质性展开攻关。研究人员通过整合GTEx V8 eQTL和FinnGen数据库的SNP数据，采用孟德尔随机化（MR）方法鉴定出rs12703054等关键遗传变异，结合单细胞RNA测序（scRNA-seq）揭示HLA-E、ZNF578、CDK4等基因在肿瘤免疫逃逸中的作用。发现男性发病率显著高于女性（p<0.05），并通过CellChat分析揭示内皮细胞与肿瘤细胞间异常通讯机制，为个性化治疗提供新靶点。

　　

黑色素瘤作为最具侵袭性的皮肤恶性肿瘤，全球发病率持续攀升，晚期患者五年生存率不足30%。尽管免疫治疗取得突破，但肿瘤异质性和免疫逃逸机制仍是重大临床挑战。现有研究面临两大瓶颈：一是传统GWAS难以区分因果关联与连锁不平衡，二是肿瘤微环境中细胞亚群的功能异质性尚未系统解析。

电子科技大学附属四川省肿瘤医院临床实验室的研究团队在《Discover Oncology》发表创新成果，首次将孟德尔随机化（Mendelian randomization, MR）与单细胞多组学整合，揭示了黑色素瘤从遗传易感性到肿瘤微环境重塑的全景机制。研究通过三大关键技术：基于GTEx V8和FinnGen数据库的MR分析（样本量>10万）、10X Genomics单细胞测序（GSM4147093数据集）、以及ELISA蛋白验证（A375 vs CCD-1095Sk细胞系），建立了从SNP到蛋白表达的完整证据链。

遗传架构解析
通过曼哈顿图定位Xq28染色体上HAS3基因座的rs12703054（p<1×10^-5），经HEIDI检验确认其与黑色素瘤的因果关联。SNP分布图显示1Mb窗口内多基因聚集现象，提示存在致病基因簇。

分子景观特征
维恩图鉴定42个差异表达基因，基因-疾病网络显示HLA-E与ZNF578形成核心调控模块。GO富集发现这些基因显著富集于细胞周期（p<0.001）和NF-κB通路（p=0.002）。

微环境异质性
t-SNE聚类揭示CXCR4⁺肿瘤干细胞亚群与棕色脂肪来源的周细胞（CRAhom*）共存。CellChat分析显示内皮-肿瘤细胞互作强度达正常组织的2.8倍（p=0.007），MIF/MK信号通路激活是关键介质。

动态演化规律
Monocle3伪时序分析捕获HES4→ISG15→NOC2L的转录轨迹，ELISA验证SRPK2蛋白在A375细胞中表达量达对照组的3倍（p<0.05）。

该研究创新性地构建了"遗传变异-细胞互作-临床表型"的级联模型：①证实Xq28区域是亚洲人群黑色素瘤易感新位点；②阐明HLA-E通过抑制NK细胞功能促进免疫逃逸；③发现CDK4过表达与伪时序进展正相关（r=0.82）。这些发现为高风险人群的SNP靶向筛查提供了分子标志物，同时提示靶向CDK4-MK通路联合免疫检查点抑制剂的潜在治疗价值。值得注意的是，研究首次报道TSPAN31在黑色素瘤转移中的调控作用，其与SRPK2的协同效应为克服BRAF抑制剂耐药提供了新思路。