m6A甲基化调控铜死亡相关基因在皮肤黑色素瘤中的预后价值及机制研究

《International Journal of Dermatology and Venereology》:Pulsed Dye Laser Versus Photodynamic Therapy for the Treatment of Port Wine Stain: A Systematic Review and Meta-analysis

【字体: 时间:2026年01月01日 来源:International Journal of Dermatology and Venereology

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  本研究系统探讨了m6A RNA甲基化修饰在皮肤黑色素瘤(CM)中的预后价值及其与铜死亡(cuproptosis)的关联。研究构建了基于6个m6A相关基因(HNRNPA2B1、METTL3、WTAP、METTL15、YTHDC1、RBMX)的风险模型,发现低风险组患者具有更高的CD8+T细胞和M1巨噬细胞浸润水平。研究还揭示了铜死亡相关基因MTF-1、PDHB和FDX1与风险评分呈显著负相关,并通过体外实验证实YTHDF3下调可影响多个铜死亡相关基因的表达,为CM提供了新的潜在预测标志物和治疗靶点。

  
研究背景与目的
皮肤黑色素瘤(CM)是恶性程度最高的皮肤肿瘤,尽管免疫检查点抑制剂等治疗手段取得了一定进展,但其预后仍不理想,亟需寻找有效的预后标志物和新的治疗靶点。N6-甲基腺苷(m6A)是RNA中最常见的转录后修饰,在肿瘤的发生发展中扮演着重要角色。铜死亡(cuproptosis)是一种新发现的、由细胞内铜依赖性线粒体应激诱导的细胞死亡方式,与多种肿瘤的预后相关。然而,m6A修饰在黑色素瘤铜死亡过程中的作用尚不明确。本研究旨在探讨m6A相关基因在CM中的预后价值,并分析其与铜死亡相关基因的关联。
材料与方法
研究从XENA数据库获取了471例CM组织的转录组数据,并从基因型-组织表达(GTEx)数据库获取了812例正常皮肤样本数据作为训练队列。同时,从基因表达综合(GEO)数据库获取了包含210例CM患者预后信息的GSE65904数据集作为验证队列。研究分析了21个m6A相关基因(包括8个“书写器”、2个“擦除器”和11个“阅读器”)的表达差异。通过单因素Cox回归分析和LASSO回归分析构建风险模型,并利用CIBERSORT算法评估肿瘤免疫细胞浸润情况。此外,研究还分析了10个铜死亡相关基因(FDX1、LIPT1、DLD、LIAS、DLAT、PDHA1、PDHB、MTF1、GLS、CDKN2A)在不同风险组中的表达差异,并通过蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络和相关性分析探讨了m6A相关基因与铜死亡相关基因的潜在关系。最后,通过逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)在YTHDF3敲低的黑色素瘤细胞系中验证了铜死亡相关基因的表达变化。
结果
m6A相关基因的差异表达与预后分析
所有21个m6A相关基因在黑色素瘤组织和正常组织中的表达均存在显著差异。其中,WTAP、METTL3、HNRNPC、FTO、YTHDC1、YTHDC2、METTL14、RBMX、VIRMA和HNRNPA2B1在肿瘤组织中表达下调,其余基因表达上调。单因素Cox回归分析筛选出8个与预后显著相关的m6A相关基因(HNRNPA2B1、METTL14、METTL15、METTL3、RBMX、WTAP、YTHDC1和YTHDC2),这些基因的高表达与患者较长的总生存期相关。
风险模型的构建与验证
通过LASSO回归分析,研究最终筛选出6个优化的m6A相关基因(HNRNPA2B1、METTL3、WTAP、METTL15、YTHDC1和RBMX)用于构建风险模型。风险评分(RS)的计算公式为:RS = (-0.05150881) × Exp HNRNPA2B1 + (-0.12686674) × Exp METTL3 + (-0.1120262) × Exp WTAP + (0.01255647) × Exp METTL15 + (0.07389284) × Exp YTHDC1 + (0.15310919) × Exp RBMX。Kaplan-Meier生存分析显示,高风险组患者的预后显著差于低风险组患者。受试者工作特征(ROC)曲线分析表明,该风险模型在训练集和验证集中均具有良好的预测准确性(曲线下面积AUC分别为0.792和0.731)。
功能富集与免疫浸润分析
基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析显示,不同风险组间的差异表达基因主要富集于信号转导、免疫应答、炎症反应以及细胞因子-细胞因子受体相互作用等通路。免疫浸润分析发现,低风险组患者肿瘤组织中CD8+T细胞、记忆活化CD4+T细胞、活化自然杀伤(NK)细胞和M1巨噬细胞的浸润水平显著高于高风险组,而记忆静息CD4+T细胞和M0巨噬细胞的浸润水平则相反。
铜死亡相关基因的表达分析
在10个铜死亡相关基因中,MTF1、PDHB和FDX1在高风险组中的表达水平显著低于低风险组,且这三个基因的表达水平与风险评分呈显著负相关。PPI网络分析揭示了m6A相关基因与铜死亡相关基因之间存在16个连接对。相关性分析发现,铜死亡相关基因GLS与m6A“擦除器”ALKBH5呈最显著的负相关,而与m6A“书写器”METTL15呈最显著的正相关。
体外实验验证
在YTHDF3敲低的黑色素瘤细胞系(A2058和A375)中,RT-qPCR检测结果显示,铜死亡相关基因MTF1、PDHB、LIAS、GLS、DLAT、DLD和PDHA1的mRNA表达水平均显著上调。
讨论与结论
本研究构建了一个基于6个m6A相关基因的风险模型,该模型能够有效预测CM患者的预后。研究发现,低风险组患者具有更有利的免疫微环境,表现为更高的抗肿瘤免疫细胞浸润水平。此外,研究首次揭示了m6A修饰与铜死亡过程在黑色素瘤中的潜在联系,发现铜死亡相关基因MTF1、PDHB和FDX1与风险评分呈负相关,且m6A“阅读器”YTHDF3的下调能够影响多个铜死亡相关基因的表达。这些发现表明,m6A修饰可能通过调控铜死亡过程参与黑色素瘤的进展,为CM提供了新的潜在预测标志物和治疗靶点。
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