《International Journal of Genomics》:Identification of Prognostic Lactylation-Related lncRNA Signatures and Immune Infiltration Characteristics in Gastric Cancer
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背景:乳酸化(lactylation)作为一种新型表观遗传修饰,在肿瘤代谢重编程与免疫微环境调控中具有关键作用;长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)可能经由乳酸化相关过程参与胃癌(gastric cancer,GC)进展与免
背景:乳酸化(lactylation)作为一种新型表观遗传修饰,在肿瘤代谢重编程与免疫微环境调控中具有关键作用;长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)可能经由乳酸化相关过程参与胃癌(gastric cancer,GC)进展与免疫调节。方法:研究人员从癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)获取GC转录组与临床数据,从GeneCards筛选乳酸化相关基因;通过Pearson相关分析识别乳酸化相关lncRNA(LLR),经单因素Cox回归与最小绝对收缩与选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)回归筛选预后相关差异表达LLR,并以多因素Cox回归构建GC风险模型。按风险评分将患者分为高、低风险组,比较Kaplan–Meier(K-M)生存、肿瘤微环境(tumor microenvironment,TME)、免疫细胞浸润、肿瘤突变负荷(tumor mutational burden,TMB)与免疫逃逸特征。结果:研究建立基于8个LLR的预后模型,高风险组总生存更差;受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线显示中等预测性能,5年曲线下面积(area under curve,AUC)为0.727;多因素Cox回归确认风险评分为独立预后因素;两组在TME、免疫细胞浸润、TMB与免疫逃逸方面存在显著差异;定量实时聚合酶链反应(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)验证候选LLR在正常胃上皮细胞与GC细胞系间表达差异。结论:该生物信息学研究揭示了LLR与GC预后及肿瘤免疫微环境的潜在关联,8-LLR风险模型具备中等预测效能,为GC风险分层与候选lncRNA挖掘提供探索性框架。
研究背景与立题依据
胃癌(gastric cancer,GC)是全球范围内高发且致死率突出的恶性肿瘤,多数患者确诊时已属晚期,传统手术、化疗与靶向治疗对生存改善有限。代谢重编程是肿瘤核心特征之一,乳酸不仅是糖酵解终产物,还可通过乳酸化(lactylation,一种新型翻译后修饰)重塑染色质结构与基因转录,参与癌细胞增殖、侵袭及免疫逃逸。长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)作为表观调控分子,在肿瘤发生与免疫应答中作用日益明确。然而,针对乳酸化相关lncRNA(lactylation-related lncRNA,LLR)在GC中的预后与微环境关联仍缺乏系统研究,因此有必要基于公开转录组学数据构建LLR特征并评估其临床与免疫学意义。
主要技术方法与样本队列
研究人员采用TCGA-STAD队列,纳入412例胃肿瘤与36例正常胃组织转录组数据,剔除生存信息缺失样本后保留407例用于生存分析。通过GeneCards以“lactylation”为关键词筛选140个乳酸化相关基因,利用Pearson相关分析界定LLR;依次采用Wilcoxon秩和检验、单因素Cox回归、LASSO惩罚回归与多因素Cox回归完成特征降维与模型构建。免疫层面借助ESTIMATE算法评估基质/免疫评分,CIBERSORT反卷积22类免疫细胞,TIDE预测免疫逃逸;突变层面分析TMB与体细胞突变谱;功能层面行GSEA通路富集,并以pRRophetic预测药物半数抑制浓度(IC50);体外以qRT-PCR在胃上皮GES-1与GC细胞系AZ-521、MKN-45中验证候选LLR表达。
研究结果
3.1 LLR识别与预后模型构建
通过共表达与差异表达筛选获得440个候选LLR,经单因素Cox与LASSO至多因素Cox回归最终锁定8个核心LLR:AC079584.2、LINC01940、VPS9D1-AS1、AC010275.1、CYMP-AS1、GAS1RR、HAGLR与LINC00449,并据此计算风险评分。
3.2 LLR预后模型内部验证
将407例随机分训练与测试集,以训练集中位风险评分为截断值分组。K-M曲线显示低风险组总生存(overall survival,OS)显著优于高风险组;ROC显示训练集AUC 0.804、测试集0.632、总队列0.704,模型在子集内保留分层能力但判别幅度有波动。
3.3 独立预后价值
单因素与多因素Cox表明年龄、肿瘤分期与风险评分均为独立预后因子;时间依赖ROC中1、3、5年OS的AUC分别为0.678、0.704、0.727;高风险组无进展生存(progression-free survival,PFS)更差(p=0.012)。
3.4 列线图构建与验证
整合年龄、性别、TNM分期、肿瘤分级与风险评分构建列线图,可预测1/3/5年生存概率;校准曲线显示预测与实际结局中度至良好一致,C-index优于或部分优于单一临床因素。
3.5 TME与免疫细胞浸润
ESTIMATE显示高风险组免疫、基质与ESTIMATE评分更高;CIBERSORT提示高风险组初始B细胞增多,低风险组中性粒细胞与浆细胞更丰富,表明LLR风险层与特定免疫景观相关。
3.6 体细胞突变与免疫治疗响应
突变瀑布图显示低风险组TTN、MUC16、LRP1B、ARID1A突变较多,高风险组TP53主导;低风险组TMB更高且高TMB者生存更佳。低TIDE评分集中于低风险组,计算学提示其可能更具免疫检查点阻断响应潜力。
3.7 GSEA与药物敏感性
GSEA中高风险组富集细胞黏附分子(cell adhesion molecules,CAMs)、局灶黏附等侵袭相关通路;低风险组富集氧化磷酸化与糖代谢通路。药物预测示高风险组对dasatinib、alpelisib虚拟IC50更低,低风险组对savolitinib、erlotinib更敏感。
3.8 细胞系LLR表达验证
qRT-PCR证实8个LLR在GES-1与AZ-521、MKN-45间表达差异显著,支持其作为GC相关候选分子的体外表达基础。
讨论与结论翻译
讨论指出,该8-LLR特征部分分子(如VPS9D1-AS1、CYMP-AS1、LINC00449、HAGLR)已有GC相关报道,另有4个为首次关联GC。风险评分与TME基质化、免疫抑制浸润及高TMB/低TIDE特征相关,但上述仅为相关性而非因果证据。研究局限包括缺乏外部独立队列验证、训练集AUC回落提示可能过拟合、未涵盖EBV/MSI等协变量、缺乏功能实验。
结论原文意译:研究人员开发并验证了一个基于LLR的GC预后模型,该模型可对患者进行生存风险分层,并与TME特征、免疫细胞浸润及体细胞突变谱相关联。该框架为LLR在GC中的后续机制与临床转化研究提供假设生成基础,但其泛化性与临床效用仍需外部多中心与前膽性队列确认。
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