METTL1通过调控免疫浸润影响乳腺癌预后的整合生物信息学分析

《Scientific Reports》：Integrative bioinformatics analysis identifies METTL1 as a regulator of immune infiltration and prognosis in breast cancer

本研究针对乳腺癌预后差、分子异质性高等临床挑战，通过整合生物信息学方法系统探讨METTL1在乳腺癌中的诊断预后价值及免疫调控机制。研究人员利用TCGA数据库分析发现METTL1在癌组织中显著高表达，且与患者年龄、临床分期及不良预后显著相关。通过构建共表达网络鉴定出5个核心枢纽基因，并揭示METTL1通过促进调节性T细胞等免疫抑制细胞浸润塑造免疫抑制微环境。该研究为乳腺癌免疫治疗提供新的潜在靶点，具有重要转化意义。

　　

乳腺癌作为女性最常见的恶性肿瘤，严重威胁着全球女性的健康。尽管近年来诊疗技术不断进步，但乳腺癌侵袭性亚型（BRCA）患者的预后仍然较差，这主要归因于肿瘤的分子异质性和复杂的信号通路调控机制。面对这一挑战，开发新的生物标志物成为改善临床治疗效果的迫切需求。

在肿瘤生物学研究中，RNA修饰日益受到关注。其中，N7-甲基鸟苷（m⁷G）tRNA修饰被证明通过选择性调控致癌转录本的翻译，参与肿瘤进展和耐药性产生。甲基转移酶样蛋白1（METTL1）作为重要的m⁷G修饰酶，在多种癌症中表现出异常表达，但其在乳腺癌中的具体作用和机制尚不清楚。

为了深入探索METTL1在乳腺癌中的功能，研究人员开展了一项整合生物信息学分析。该研究近日发表在《Scientific Reports》期刊上，系统阐述了METTL1在乳腺癌诊断、预后预测和免疫微环境调控中的重要价值。

研究方法上，团队主要采用了几项关键技术：首先从TCGA数据库获取601例乳腺癌样本和64例正常组织的转录组数据，使用DESeq2进行差异表达分析；通过生存分析和ROC曲线评估METTL1的预后和诊断价值；利用Pearson相关性分析鉴定共表达基因，Wilcoxon检验筛选差异表达基因；运用STRING数据库构建蛋白质相互作用网络，通过度算法识别枢纽基因；采用CIBERSORT和xCELL算法分析免疫细胞浸润；最后通过qPCR在乳腺癌细胞系中验证基因表达。

研究结果部分，首先通过METTL1在乳腺癌中的表达分析发现：

65岁乳腺癌患者中的METTL1表达。(d)Stage I-II或Stage III-IV期乳腺癌患者中的METTL1表达。(e)使用ROCR软件包绘制乳腺癌患者METTL1的ROC曲线。BRCA，乳腺癌；ROC，受试者工作特征曲线。'>METTL1在乳腺癌组织中的表达显著高于正常组织，且在配对分析中保持一致。年龄大于65岁的患者METTL1表达更高，晚期患者（III-IV期）表达也呈现升高趋势。METTL1显示出良好的诊断价值，AUC达到0.817。

在METTL1与乳腺癌预后的相关性方面：

低METTL1表达患者具有更好的5年总生存期和疾病特异性生存期，但在无病生存期方面无显著差异。多变量Cox回归确认METTL1是独立预后因素。

METTL1共表达基因的功能富集分析显示：

METTL1与BANF1、NABP2等基因呈正相关，与RORA、ZC3H6等呈负相关。这些基因主要富集在细胞周期、翻译调控等生物学过程。

差异表达基因分析发现：

共鉴定出1829个重叠差异表达基因，这些基因主要富集在细胞外基质组织、focal adhesion、PI3K-Akt信号通路等与肿瘤进展密切相关的通路。

枢纽基因筛选结果显示：

从38个重叠基因中鉴定出5个枢纽基因（NME1、ANAPC11、POP7、MRPL14、MRPL55）。生存分析显示NME1和ANAPC11高表达与较好预后相关，而POP7低表达与较好预后相关。

免疫浸润分析揭示：

METTL1高表达与滤泡辅助性T细胞和调节性T细胞等免疫抑制细胞浸润增加显著相关，所有枢纽基因也显示类似趋势，表明它们共同参与塑造免疫抑制微环境。

xCELL算法进一步验证：

METTL1及相关基因与基质评分和免疫抑制细胞类型呈正相关，与CD8⁺T细胞呈弱负相关，进一步支持其免疫抑制作用。

实验验证部分：

qPCR结果显示METTL1、ANAPC11、MRPL14、MRPL55和NME1在乳腺癌细胞系中显著高表达，而POP7表达无显著差异，验证了生物信息学分析结果。

研究结论与讨论部分指出，本研究通过多维度分析揭示了METTL1在乳腺癌中的重要作用。METTL1高表达与患者不良预后显著相关，并通过调控枢纽基因网络影响肿瘤免疫微环境。特别值得注意的是，METTL1与免疫抑制细胞浸润的正相关关系提示其可能通过m⁷G修饰调控免疫相关基因的翻译，从而促进免疫逃逸。

研究的创新性在于首次系统探讨了METTL1在乳腺癌中的诊断、预后和免疫调控价值，并鉴定了与之相关的枢纽基因网络。这些发现为理解乳腺癌的发病机制提供了新视角，也为开发新的治疗策略提供了潜在靶点。然而，研究也存在一定局限性，如缺乏功能性实验验证METTL1的具体作用机制，以及基于公共数据库的分析可能受到样本选择偏倚的影响。

未来研究需要进一步探索METTL1如何通过m⁷G修饰精确调控下游靶基因的表达，以及这种调控如何影响肿瘤细胞与免疫细胞的相互作用。同时，在更大规模的临床队列中验证METTL1的预后价值，并开发针对METTL1的靶向治疗策略，将有助于推动这一发现向临床转化。

总之，这项研究不仅深化了我们对RNA修饰在肿瘤中的作用的理解，也为乳腺癌的精准治疗提供了新的生物标志物和潜在治疗靶点，具有重要的理论意义和临床价值。