《Frontiers in Genetics》：Genetic variants in WDR4 influencing m7G modification are associated with prostate cancer susceptibility
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**摘要**
**引言：** N7-甲基鸟苷（N7-methylguanosine, m7G）相关基因的遗传变异与前列腺癌易感性之间的关联尚不明确。本研究探讨了WDR4遗传变异与前列腺癌风险之间的关系，并探索了其潜在的调控相关性。
**方法：** 研究人员
**摘要**
**引言：** N7-甲基鸟苷（N7-methylguanosine, m7G）相关基因的遗传变异与前列腺癌易感性之间的关联尚不明确。本研究探讨了WDR4遗传变异与前列腺癌风险之间的关系，并探索了其潜在的调控相关性。
**方法：** 研究人员分析了来自PLCO研究的发现队列和来自PRACTICAL联盟的独立验证队列，采用逻辑回归模型进行分析。研究人员进行了功能注释、表达数量性状位点（expression quantitative trait locus, eQTL）分析、RNA二级结构预测、基因表达分析、生存分析和单细胞转录组分析，以探讨相关变异的潜在生物学意义。
**结果：** WDR4中的rs8130270变异在发现队列中与前列腺癌易感性相关（OR = 0.89, 95% CI = 0.82–0.96, P(FDR) = 2.65 × 10–2），并在PRACTICAL队列中得到验证（OR = 0.98, 95% CI = 0.97–1.00, P = 4.16 × 10–2）。rs8130270的C等位基因与前列腺组织中较低的WDR4表达相关。WDR4在前列腺癌组织中表达较高，且高WDR4表达与较差的总生存期相关（HR = 1.67, 95% CI = 1.06–2.64, P = 2.00 × 10–2）。单细胞分析显示，WDR4在多种免疫细胞和肿瘤相关细胞群体中均有表达。
**讨论：** 这些发现表明，WDR4中的rs8130270可能通过影响WDR4表达而参与前列腺癌易感性，并为WDR4相关的m7G调控在前列腺癌中的潜在作用提供了遗传学证据。
**WDR4基因变异与前列腺癌易感性：基于m7G修饰途径的遗传关联与功能机制解读**
前列腺癌是全球男性中第二大常见恶性肿瘤，每年新发病例约150万例，死亡病例约39.7万例，其中超过半数新发集中发生在发达地区，构成重大全球健康负担。尽管早期检测与治疗手段不断进步，但识别进展性疾病的可靠分子标志物以及新的治疗靶点仍是迫切需求。既往研究已明确遗传易感性与环境因素共同参与前列腺癌发病，但已发现的易感位点仅能解释部分遗传度，提示仍需深入挖掘未知基因变异的作用。N7-甲基鸟苷（m7G）是一种关键的RNA修饰，在真核和原核生物的基因表达调控中发挥重要作用，影响信使RNA和核糖体RNA的生成与成熟。近年研究聚焦于m7G修饰在肿瘤进展中的多重调控机制，包括促进持续增殖信号、逃避程序性细胞死亡、激活基因组不稳定性、代谢重编程、侵袭转移潜能及免疫逃逸等恶性特征。同时，m7G相关分子的异常表达与肿瘤分期、淋巴结转移及不良预后等临床病理特征密切相关，提示其具有作为肿瘤诊断和预后生物标志物的潜力。METTL1/WD重复结构域4复合物（WDR4）是研究最为深入的m7G甲基转移酶复合物之一，其中WDR4作为METTL1的结合伴侣，催化RNA分子鸟嘌呤N7位点的甲基转移。已有多项证据表明单核苷酸多态性（SNP）可影响多种疾病进展与临床结局，且METTL1和WDR4的多态性与肾母细胞瘤风险增加相关。然而，m7G相关基因遗传变异与前列腺癌易感性的关联尚不充分。本研究旨在利用发现队列和验证队列评估m7G通路基因与前列腺癌易感性的关联，并探索介导这些遗传关联的潜在机制。
研究人员开展了一项两阶段病例对照关联研究。发现阶段纳入前列腺、肺、结直肠和卵巢癌筛查试验（PLCO）的7,654名参与者，包含4,581例前列腺癌病例和3,073例对照，全部来自美国或欧洲。验证阶段采用前列腺癌协会癌症基因组改变研究（PRACTICAL）联盟的汇总级数据，包含79,148例病例和61,106例对照，来源为欧洲。所有参与者均获得知情同意并经由相关机构伦理委员会批准。研究人员首先基于已发表文献选取7个m7G通路基因，利用癌症基因组图谱（TCGA）数据库筛选差异表达基因（fold change >1.2且P<0.05），并通过STRING数据库分析蛋白-蛋白相互作用网络。在遗传变异分析中，将目标基因内的SNP与1000 Genomes Project欧洲人群数据比对，采用严格筛选标准：检出率>95%、最小等位基因频率（MAF）≥0.05、哈迪-温伯格平衡（HWE）≥0.05，并进行连锁不平衡（LD）分析提取标签SNP（r2≥0.8），最终保留RegulomeDB评分≤5且具有组蛋白标记和基序改变证据的变异。
主要结果包含几个方面。第一，SNP筛选与关联分析：经系统筛选，共获得10个位于4个癌症相关基因内的SNP用于评估前列腺癌风险。在加性遗传模型中，rs8130270和rs464625经FDR校正后与前列腺癌显著相关（rs8130270：P(FDR) = 2.65 × 10
?2；rs464625：P(FDR) = 4.92 × 10
?2）。验证阶段进一步评估这两个SNP，其中rs8130270在PRACTICAL数据库中显示风险效应（OR = 0.98, 95% CI = 0.97–1.00, P = 4.16 × 10
?2），meta分析呈现相同趋势（OR = 0.98, 95% CI = 0.96–0.99, P = 8.79 × 10
?3）。第二，遗传模型分析：在发现队列中，与TT基因型相比，携带TC/CC基因型的个体前列腺癌风险显著降低（显性模型OR = 0.85, 95% CI = 0.75–0.96, P = 9.49 × 10
?3），隐性模型也显示显著关联（OR = 0.86, 95% CI = 0.76–0.98, P = 2.13 × 10
?2），提示rs8130270 C等位基因可能具有保护效应。第三，分层分析：在淋巴结状态和转移状态分层中，突变基因型与前列腺癌风险降低相关（例如M0亚组OR = 0.87, 95% CI = 0.76–0.99；M1/M2亚组OR = 0.79, 95% CI = 0.63–0.98）。第四，功能预测与eQTL分析：rs8130270为内含子变异，预测在两种细胞类型中具有增强子活性。RNAfold预测显示T>C突变改变RNA二级结构并改变最小自由能（ΔMFE = ?1.35 kcal/mol）。GTEx数据库eQTL分析表明，rs8130270突变基因型与前列腺组织中较低的WDR4表达相关，且C等位基因与较低的前列腺癌风险和较低的WDR4表达水平相关。第五，表达与生存分析：TCGA数据显示WDR4 mRNA在肿瘤组织中的表达显著高于癌旁正常组织，GEO数据集配对分析验证了这一结果。Kaplan-Meier生存分析表明，WDR4高表达的前列腺癌患者总生存期较差（HR = 1.67, 95% CI = 1.06–2.64, P = 2.00 × 10
?2）。第六，单细胞分析：利用GEO数据库（GSE176031和GSE143791）的前列腺癌单细胞转录组数据，将肿瘤微环境免疫细胞注释为5个主要群体。WDR4在正常与肿瘤组织中的表达存在差异，且在转移组织中的表达最高，同时WDR4在多种免疫细胞和肿瘤相关细胞群体中均有表达。
讨论部分指出，本研究首次在发现与验证阶段证实WDR4 rs8130270显著降低前列腺癌风险，且C等位基因与低WDR4 mRNA水平相关。WDR4作为m7G甲基转移酶复合物的亚基，既往研究已发现其遗传变异与汉族人群肝母细胞瘤易感性相关。本研究中rs8130270位于内含子区域，内含子SNP可能通过影响前体mRNA（pre-mRNA）二级结构进而调控基因表达，但rs8130270是否影响WDR4剪接尚不清楚。T>C突变改变了RNA二级结构，C等位基因与WDR4低表达和前列腺癌风险降低相关，与WDR4在肝内胆管癌中促进进展的趋势一致。单细胞分析虽提示WDR4在多种免疫和肿瘤相关细胞群体中表达，但未直接建立rs8130270与细胞类型特异性WDR4表达的关联，未来需结合基因分型分辨率的单细胞转录组数据进一步验证。研究存在以下局限性：饮食和其他生活方式变量未纳入；确切的调控机制尚未阐明；SNP选择仅限于注释基因边界内变异，可能遗漏远端调控变异如增强子和长程染色质互作元件。
研究结论部分翻译如下：总之，本研究表明WDR4遗传变异rs8130270（T>C）与前列腺癌风险相关。rs8130270 C等位基因的存在影响WDR4的mRNA表达水平，且较高的WDR4表达与前列腺癌患者较差的总生存期相关。因此，WDR4可能在前列腺癌易感性中发挥重要作用。
