《Frontiers in Oncology》：The clinical and biological significance of TBRG4 expression in prostate cancer
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背景：转化生长因子β调节因子4（transforming growth factor beta regulator 4，TBRG4）调控线粒体RNA加工。TBRG4已被认为与多种恶性肿瘤的进展相关，但其在前列腺癌（prostate cancer，PCa）中的生
背景：转化生长因子β调节因子4（transforming growth factor beta regulator 4，TBRG4）调控线粒体RNA加工。TBRG4已被认为与多种恶性肿瘤的进展相关，但其在前列腺癌（prostate cancer，PCa）中的生物学功能及临床相关性仍不明确。方法：研究人员分析了癌症基因组图谱前列腺腺癌队列（The Cancer Genome Atlas prostate adenocarcinoma cohort，TCGA-PRAD）及三个基因表达综合数据库队列（Gene Expression Omnibus，GEO）的公开数据。在TCGA-PRAD、GSE88808、GSE46602和GSE70768中分别独立评估差异表达情况。在TCGA-PRAD中评估无进展生存期（progression-free survival，PFS）。利用公开的生化复发状态及相应随访时间，在GSE70768和GSE46602中开展外部PFS分析。在PC3和DU145细胞中实施功能获得和功能缺失实验，这两株细胞在受检前列腺癌细胞系中基线TBRG4表达最高。采用PC3皮下异种移植模型进行体内验证。结果：在纳入分析的前列腺癌队列及细胞系中，TBRG4均呈上调表达，并与较高的Gleason评分、前列腺特异性抗原（prostate-specific antigen，PSA）水平及病理T分期相关。在TCGA-PRAD中，单因素分析显示TBRG4高表达与较短的PFS相关［风险比（hazard ratio，HR），2.138；95%置信区间（confidence interval，CI），1.180–3.872；P = 0.012］，但多因素校正后该关联不再显著（HR，1.411；95% CI，0.771–2.582；P = 0.264）。TBRG4过表达可增强集落形成、迁移、侵袭及划痕愈合能力，并伴随E-cadherin表达降低以及N-cadherin和vimentin表达升高。TBRG4敲低则产生相反效应。TBRG4高表达与磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/雷帕霉素机制性靶蛋白（phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B/mechanistic target of rapamycin，PI3K/AKT/mTOR）通路富集相关，且TBRG4干预伴随通路蛋白磷酸化改变。TBRG4敲低还可抑制PC3异种移植瘤生长。结论：TBRG4在受评估的前列腺癌队列中普遍上调，并在TCGA-PRAD中与不良临床病理特征相关。在功能上，TBRG4支持肿瘤生长和侵袭表型，并伴随PI3K/AKT/mTOR信号改变。在部分队列中观察到TBRG4表达与无进展生存期之间的关联，提示TBRG4可能作为前列腺癌的预后因素。
**一、研究背景与问题的提出**
前列腺癌（prostate cancer，PCa）是全球男性最常见的恶性肿瘤之一。2025年美国癌症学会报告预测，前列腺癌将成为美国男性新发诊断最多的癌症，新增病例313 780例、死亡35 770例，约占全部男性新发癌症诊断的30%。流行病学证据支持基于年龄、 ancestry（血统）、家族史及其他危险因素的预防与早期筛查策略。在中国，前列腺癌负担在整体癌症负担上升的背景下持续增加，2022年全国估算新发癌症约482万例、癌症死亡约257万例；比较研究提示中国癌症谱正向既往高收入国家更常见的模式转变，其中包括前列腺癌负担上升。2025年中国前列腺癌全程管理专家共识强调规范化诊断、风险分层与分期适配治疗。与美国相比，中国仍面临诊断偏晚、筛查实践不均衡以及个体化管理需求增长等问题，前列腺癌防控仍是重要的公共卫生问题。与进展相关的分子因素可能改善预后分层并指导生物学验证。
转化生长因子β调节因子4（transforming growth factor beta regulator 4，TBRG4），又称FASTKD4，编码一种含FAST激酶结构域的RNA结合蛋白，主要定位于线粒体基质。FASTK家族蛋白通过线粒体RNA加工和mRNA稳定性调控线粒体基因表达。TBRG4含有RNA代谢相关结构域，包括RAP结构域，与线粒体转录本处理功能相符。由于线粒体RNA调控可影响氧化磷酸化、细胞适应性与应激适应，TBRG4表达改变可能与肿瘤进展相关。来自其他恶性肿瘤的证据支持这一可能性：在骨肉瘤中，TBRG4敲低可抑制增殖与侵袭，并影响TGF-beta1与PI3K/AKT信号；在胰腺癌细胞中，TBRG4敲低可通过TGF-beta/Smad3信号降低迁移、侵袭及上皮–间质转化（epithelial–mesenchymal transition，EMT）。这些研究提示TBRG4可能支持肿瘤生长与运动相关程序，但其在前列腺癌中的表达模式与作用仍不清楚。基于此，研究人员探讨了TBRG4高表达是否参与前列腺癌进展，尤其关注肿瘤细胞迁移，并将公共转录组分析与前列腺上皮及癌细胞模型验证相结合，以评估TBRG4的表达及意义，检验TBRG4是否为前列腺癌的进展相关标志物。
**二、主要关键技术方法**
研究人员采用生物信息学分析与实验验证相结合的策略。数据来源包括TCGA-PRAD的转录组、体细胞突变及临床病理数据（RNA-seq取tpm_unstranded字段的TPM值），以及GEO中GSE88808、GSE46602和GSE70768三个独立队列的表达矩阵；各队列分别独立分析，未合并、未做跨平台标准化或批次校正。生存分析采用Kaplan–Meier法、log-rank检验、单因素Cox回归及时间依赖ROC曲线，GSE70768以生化复发为PFS事件（110例原发肿瘤、18个事件），GSE46602为次要外部PFS队列（36例肿瘤样本、22个事件），GSE88808仅用于配对肿瘤–良性组织表达验证。富集分析、肿瘤突变负荷（tumor mutational burden，TMB）计算（maftools，38-Mb捕获范围）、ESTIMATE评分及CIBERSORT免疫细胞浸润推断亦被应用。细胞实验使用RWPE-1、LNCaP、22Rv1、DU145和PC3细胞（购自武汉普诺赛），通过慢病毒构建TBRG4过表达及两条独立shRNA（shTBRG4–1、shTBRG4-2）敲低模型，行qRT-PCR、western blotting、集落形成、划痕愈合及Transwell迁移与侵袭实验。体内验证采用10只5周龄雄性BALB/c裸鼠（每组5只）皮下接种PC3细胞建立异种移植瘤模型，肿瘤体积按三轴椭球公式V = (π/6) × l × W × h计算。统计学分析使用GraphPad Prism 10.1.2。
**三、研究结果**
1. TBRG4在前列腺癌数据集和细胞系中持续高表达。在TCGA-PRAD中，TBRG4在肿瘤组织中的表达高于非肿瘤组织，GSE88808、GSE46602和GSE70768中呈同向差异，支持跨平台、跨队列的可重复性；qRT-PCR显示受检前列腺癌细胞系TBRG4 mRNA总体高于RWPE-1前列腺上皮细胞，免疫印迹在蛋白水平呈一致差异；PC3与DU145基线表达最高，被选用于后续功能实验。
2. TBRG4表达与不良临床病理特征及部分队列的PFS相关。在TCGA中，TBRG4表达在Gleason评分>7者高于≤7者（P = 0.0026）、PSA ≥10 ng/mL者高于较低者（P = 0.0061）、病理T3–T4期高于T2期（P = 0.00092）；TCGA中区分肿瘤与非肿瘤的ROC曲线下面积为0.743（95% CI，0.679–0.805），GSE70768中为0.763（95% CI，0.696–0.827）。Kaplan–Meier分析显示TCGA-PRAD中TBRG4高表达与较短PFS相关，单因素Cox分析HR为2.138（95% CI，1.180–3.872；P = 0.012），多因素分析HR为1.411（95% CI，0.771–2.582；P = 0.264）；GSE70768中高TBRG4组PFS较短（log-rank P = 0.044），单因素Cox HR为2.766（95% CI，0.986–7.763；P = 0.053）；GSE46602中次要PFS分析无统计学意义（log-rank P = 0.075；HR，2.299；95% CI，0.894–5.911；Cox P = 0.084）。外部PFS估计需结合事件数有限及队列构成与随访差异加以解读。
3. TBRG4支持前列腺癌细胞的克隆形成生长。免疫印迹与qRT-PCR证实慢病毒过表达后TBRG4表达升高、两条独立shRNA转导后表达降低；集落形成实验中，TBRG4过表达使两株细胞集落数增加，而shTBRG4–1与shTBRG4-2相对于shNC对照均减少集落形成，双相干预提示TBRG4在受试条件下支持克隆形成生长。
4. TBRG4增强迁移与侵袭并伴随EMT相关蛋白改变。TBRG4过表达增加PC3和DU145的Transwell迁移细胞数，两条shRNA均减少迁移细胞数；Matrigel包被的Transwell侵袭实验呈相同双向模式；过表达细胞24小时划痕愈合增强，两条shRNA构建均减弱划痕愈合。免疫印迹显示TBRG4过表达伴随N-cadherin和vimentin升高、E-cadherin降低，两条shRNA在两株细胞中均产生相反模式；作者指出这些结果将TBRG4与运动侵袭能力增强及EMT相关蛋白改变相联系，但本身不足以确立完整的EMT程序或体内转移活性。
5. TBRG4与PI3K/AKT/mTOR通路活性相关。基因集富集分析（gene set enrichment analysis，GSEA）识别出多个与TBRG4表达相关的GO、Hallmark和KEGG程序，其中磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）/雷帕霉素机制性靶蛋白（mechanistic target of rapamycin，mTOR）通路在高TBRG4表型中富集（标准化富集分数1.396；错误发现率0.0031）。蛋白水平上，TBRG4过表达相对相应总蛋白增加PI3K、AKT和mTOR通路组分的磷酸化，两条shRNA均降低这些磷酸化信号；由于未进行药物抑制、回补实验或直接生化互作检测，作者认为这些数据支持通路关联而非该通路介导TBRG4依赖表型的证据。
6. TBRG4缺失抑制PC3异种移植瘤生长。使用shTBRG4-1的PC3异种移植模型（每组5只）显示，实验终点时shTBRG4–1来源肿瘤明显小于shNC对照来源肿瘤；TBRG4缺失降低30天观察期内的肿瘤生长并减少终末肿瘤重量，支持TBRG4缺失在该皮下模型中具有抑瘤作用。
7. 与TBRG4相关的探索性基因组与肿瘤微环境特征。补充富集分析识别出与TBRG4分层表达相关的GO和KEGG类别；时间依赖ROC分析显示1、3、5年疾病特异性生存曲线下面积分别为0.918、0.911和0.927，而相应的仅TBRG4的进展无病间期值分别为0.516、0.608和0.566，提示其单独判别进展的能力较弱。TBRG4表达与推断的M0巨噬细胞、单核细胞、M2巨噬细胞及调节性T细胞呈弱相关（R = 0.24–0.25）。高TBRG4组TMB更高（P = 0.00039），TBRG4表达与TMB弱相关（R = 0.19，P = 3.1 × 10?5）；TMB分层及TMB/TBRG4联合分层组间结局存在差异（分别为P = 0.003和P = 0.002），高TBRG4表达伴随较低的基质评分、免疫评分和ESTIMATE评分、较高的估计肿瘤纯度及推断免疫细胞组成差异；这些探索性关联未经独立验证，不能确立免疫治疗预测价值或对肿瘤微环境的直接调控。
**四、讨论与结论**
讨论指出，前列腺癌生物学异质性强，其临床病程不能被PSA、Gleason分级或解剖分期完全反映。TBRG4在TCGA-PRAD及三个独立GEO表达队列中持续上调，并在TCGA-PRAD中与较高Gleason评分、PSA水平及病理T分期相关。各临床队列在样本选择、组织处理、分析平台、疾病构成、随访、事件数量及治疗注释方面存在差异；GSE88808因公共注释缺乏与表达谱关联的结局数据而仅用于配对肿瘤–良性组织表达分析；GSE46602与GSE70768事件数有限亦降低外部PFS估计的精确度，故PFS结果被视为特定队列中的关联，需在结局注释一致的大队列中验证。功能实验显示TBRG4促进PC3和DU145细胞的克隆形成生长、迁移、侵袭、划痕愈合、EMT相关蛋白改变及PI3K/AKT/mTOR相关磷酸化改变；选择这两株细胞系是因其在受检前列腺癌细胞系中基线TBRG4表达最高，PC3因可支持稳定高效的TBRG4敲低及可重复的体外表型而被用于体内概念验证实验，但该设计不能确定雄激素反应性或患者来源模型中是否出现类似效应，尚需进一步研究。富集与免疫印迹结果进一步将TBRG4与PI3K/AKT/mTOR信号相联系；既往采用分子干预和选择性抑制剂的研究已确立该通路对前列腺癌细胞生长、存活及治疗反应的相关性，但本研究未进行通路抑制、回补实验及直接分子互作检测，故现有结果仅确立关联而非该通路介导TBRG4效应的因果作用；可通过检测通路抑制能否逆转TBRG4过表达效应、通路再激活能否挽救TBRG4缺失细胞表型来检验这一关系。补充分析将观察扩展至基因组与肿瘤微环境特征，但TMB是依赖情境的标志物而非普遍获益预测因子，且这些分析缺乏免疫治疗队列、空间图谱、流式细胞术或免疫健全模型支持，应视为产生假说的探索，不能确立TBRG4预测免疫治疗反应或直接调控免疫细胞募集。作者还指出，癌细胞代谢适应是公认的癌症特征，RNA调控机制亦参与前列腺癌生物学，TBRG4的线粒体RNA调控功能因此提示所观察表型的一种可能基础；但本研究未检测线粒体RNA加工、呼吸能力、膜电位、活性氧或低氧反应，故TBRG4对前列腺癌生长与运动的影响究竟反映其线粒体功能、PI3K/AKT/mTOR相关信号还是二者相互作用仍不清楚。局限性包括：转录组队列为回顾性且异质，事件数有限降低外部PFS估计精度；功能实验仅限PC3和DU145细胞，异种移植研究仅在免疫缺陷小鼠中使用PC3细胞和shTBRG4–1；皮下模型评估肿瘤生长而非自发转移或与完整免疫系统的相互作用；缺乏通路抑制、遗传上位性和回补实验亦限制机制解读。在这些限度内，数据支持TBRG4为受试侵袭性前列腺癌模型中恶性表型的候选贡献因素。
结论部分译为：TBRG4在受评估的前列腺癌队列中上调，并在TCGA-PRAD中与不良临床病理特征相关。在功能上，TBRG4支持肿瘤生长与侵袭表型，并伴随PI3K/AKT/mTOR信号改变。在部分队列中观察到TBRG4表达与无进展生存期之间的关联，提示TBRG4可能作为前列腺癌的预后因素。
