基于生物信息学分析的银屑病与甲状腺癌枢纽基因鉴定及分子机制研究

本研究通过整合TCGA和GEO数据库，首次系统鉴定了银屑病与甲状腺癌(TC)共有的79个差异表达基因(DEGs)，筛选出SERPINA1、CCL20和LCN2三个枢纽基因，揭示了KRAS信号通路和免疫炎症反应的共同调控机制，为两种疾病的联合诊疗提供了新靶点。

　　

银屑病作为一种影响全球3%人口的慢性炎症性皮肤病，近年被发现与多种癌症风险增加相关，其中甲状腺癌(TC)的关联尤为引人注目。流行病学研究显示，银屑病患者患TC的风险增加1.113倍，甚至有病例报告显示甲状腺癌切除后银屑病症状完全缓解。然而，这两种看似不相关的疾病为何存在这种神秘关联？其背后的分子机制始终是未解之谜。随着生物信息学技术的发展，通过大数据挖掘揭示疾病间的共病机制已成为可能。

扬州大学附属医院皮肤科的研究团队在《Discover Oncology》发表了一项开创性研究。研究人员整合TCGA数据库中571例甲状腺癌样本和5个GEO银屑病数据集，运用Xiantao、GEO2R等工具筛选差异基因，通过KEGG/GO富集分析、PPI网络构建、转录因子-基因互作网络等技术，首次系统鉴定了两种疾病共有的分子特征。

关键技术方法包括：1) 从TCGA-THCA和GSE35570等6个数据集中筛选差异表达基因；2) 使用STRING数据库构建蛋白互作网络，通过CytoHubba和MCODE插件识别枢纽基因；3) 基于GSE53431和GSE29265验证集进行ROC曲线分析评估诊断价值；4) 通过Network Analyst平台预测转录因子(TF)-miRNA调控网络；5) 利用DSigDB数据库筛选潜在靶向药物。

主要研究结果

差异基因鉴定与功能分析

通过比较TCGA-THCA与4个银屑病数据集，鉴定出79个共同DEGs。这些基因显著富集于伤口愈合、KRAS信号通路(HALLMARK KRAS SIGNALING UP)和细菌应答等通路，提示炎症与增殖过程的交叉调控可能是两种疾病的共同特征。

枢纽基因筛选与验证

从PPI网络中识别出6个枢纽基因，其中SERPINA1、CCL20和LCN2在独立验证集中展现出卓越的诊断价值：在银屑病中的AUC分别达0.847、0.757和0.938；在TC中分别为0.814、0.838和0.703。三基因联合模型的诊断效能进一步提升，在两种疾病中的AUC分别高达0.962和0.892。

调控机制解析

TF-miRNA共调控网络揭示NFKB1与LCN2/CCL20的相互作用，以及hsa-mir-335-5p等miRNA的调控节点。药物预测发现5-氟尿嘧啶(5-Fluorouracil)和芬维A胺(Fenretinide)可能通过靶向这些枢纽基因发挥治疗作用。

结论与意义

该研究首次阐明：1) SERPINA1通过调节中性粒细胞弹性蛋白酶影响Th17细胞分化；2) CCL20/CCR6轴同时参与银屑病皮损区T细胞募集和甲状腺癌转移；3) LCN2通过铁转运途径促进角质形成细胞和肿瘤细胞增殖。这些发现不仅揭示了两种疾病共享的免疫炎症-肿瘤发生轴，其鉴定的三基因生物标志物组合更为临床诊断提供了新工具。特别值得注意的是，研究中预测的GPX4抑制剂等靶向药物，为开发"一药双效"的治疗策略奠定了理论基础，对改善共病患者预后具有重要临床价值。