前列腺癌中DKK3与WIF1的潜在作用：基于生物信息学与临床分析的肿瘤微环境调控新机制

本研究针对前列腺癌(PCa)进展为去势抵抗性(CRPC)的临床难题，通过整合GEO(GSE69223/GSE46602)和TCGA-PRAD多组学数据，结合机器学习算法鉴定出DKK3和WIF1作为关键抑癌基因。研究发现二者通过Wnt/TGF-β通路负调控与免疫微环境重塑协同抑制肿瘤进展，其表达水平与PSA、Gleason评分显著相关，并通过CTRP数据库揭示了药物敏感性差异。实验验证显示PCa组织中DKK3/WIF1蛋白表达显著降低，为PCa精准诊疗提供了新靶点。

　　

前列腺癌作为男性最常见的恶性肿瘤之一，其进展为转移性和去势抵抗性前列腺癌(CRPC)的过程仍是临床治疗的重大挑战。尽管PSA筛查广泛应用，但肿瘤异质性导致部分患者仍会发展为耐药类型。近年来，Wnt/β-catenin信号通路的异常激活被证实与前列腺癌恶性进展密切相关，然而其上游调控机制尤其是微环境中的"分子刹车"系统尚未完全阐明。

为揭示这一科学问题，Zhiliang Xia和Zhonggui Hu等研究者开展了一项整合生物信息学与临床验证的创新研究。团队通过GEO和TCGA数据库筛选差异表达基因(DEGs)，运用LASSO回归和随机森林(RF)算法进行核心基因筛选，结合免疫浸润分析和药物敏感性预测，最终通过免疫组化与Western blot在40对临床样本中验证发现。研究发表于《Discover Oncology》，首次系统阐明了DKK3和WIF1在前列腺癌中的协同调控机制。

研究主要采用以下关键技术：1)多数据库(GSE69223/GSE46602/TCGA-PRAD)整合分析筛选DEGs；2)STRING构建蛋白互作网络(PPI)结合Cytoscape的MCODE模块分析；3)机器学习算法(LASSO/RF)筛选核心基因；4)基于TCGA的免疫细胞浸润(CIBERSORT)分析；5)CTRP数据库药物敏感性预测；6)40例PCa/BPH配对样本的免疫组化与Western blot验证。

3.1.1 差异表达基因鉴定

分析发现GSE69223中713个DEGs(504下调/209上调)，TCGA-PRAD中552个DEGs(326下调/226上调)，交集获得339个共同DEGs。如图1-2所示，热图与火山图清晰展示基因表达谱特征。

3.1.3 PPI网络与模块分析

PPI网络识别出3个关键功能模块(图4)，其中模块C富含Wnt/mTOR/Hippo通路基因。MNC算法筛选出DKK3、WIF1等30个关键基因，经机器学习交叉验证确定为4个核心基因。

3.1.5 核心基因验证

ROC曲线显示DKK3/WIF1的AUC>0.9(图6)。如图7所示，二者在PCa组织中显著下调，且与高PSA(≥10 ng/ml)和高Gleason评分(≥7分)呈负相关(P<0.01)。

3.1.7 免疫相关性分析

如图8-9所示，DKK3与B细胞/CD4⁺T细胞正相关，WIF1则显著抑制成纤维细胞活化。GSEA分析揭示二者共同调控Wnt/TGF-β通路(图10-11)，且DKK3高表达增强组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂敏感性(图12)。

3.2 实验验证

免疫组化显示PCa组织中DKK3/WIF1阳性率分别降至45%/30%(BPH为75%/70%)(图13)。Western blot证实蛋白水平显著降低(P<0.01)，与临床参数一致性验证了生物信息学预测。

该研究创新性揭示：1)DKK3/WIF1通过解除Wnt/TGF-β通路抑制促进PCa恶性进展；2)二者协同调控免疫微环境，特别是DKK3增强内皮细胞浸润而WIF1抑制基质重塑；3)表达水平可预测药物敏感性，如DKK3高表达者对HDAC抑制剂更敏感。这些发现为PCa分子分型提供了新标志物，提示通过恢复DKK3/WIF1表达或联合免疫治疗可能成为CRPC治疗新策略。未来需开展多中心前瞻性研究验证其临床转化价值，并深入探索表观遗传调控机制。