《Journal of Cellular and Molecular Medicine》：Deciphering Angiogenic Drivers in Hepatocellular Carcinoma: From Prognostic Signature Construction to Genistein-Mediated Inhibition
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研究人员整合加权基因共表达网络分析（WGCNA）、基于机器学习的预后建模、单细胞RNA测序（scRNA-seq）、空间转录组学与分子对接技术，系统解析肝细胞癌（HCC）中血管生成相关调控因子。SR相关CTD关联因子1（SCAF1）被鉴定为核心枢纽基因，其在HC
研究人员整合加权基因共表达网络分析（WGCNA）、基于机器学习的预后建模、单细胞RNA测序（scRNA-seq）、空间转录组学与分子对接技术，系统解析肝细胞癌（HCC）中血管生成相关调控因子。SR相关CTD关联因子1（SCAF1）被鉴定为核心枢纽基因，其在HCC组织中的表达水平显著高于正常肝组织，且与晚期临床病理特征及不良生存结局密切相关。基于机器学习构建的预后模型在训练集与验证集中均表现出稳健的预测效能，决策曲线分析证实其临床应用价值。单细胞与空间转录组分析进一步显示，SCAF1主要参与肿瘤微环境的内皮细胞与免疫相关特征调控。功能实验表明，敲低SCAF1可抑制HCC细胞迁移、侵袭、血管内皮生长因子A（VEGFA）表达及体外成管能力。机制层面，SCAF1与趋化因子CCL19、CCL14、CCL11呈负相关，提示其通过塑造促血管生成微环境发挥作用。此外，分子对接筛选得到染料木素（genistein）可与SCAF1稳定结合，实验验证其可降低SCAF1与VEGFA表达，抑制HCC细胞增殖、迁移、侵袭及成管形成。综上，SCAF1是HCC的新型血管生成相关预后生物标志物，也是染料木素干预的潜在治疗靶点。
本研究针对肝细胞癌（HCC）预后差、缺乏可靠生物标志物的临床难题展开。HCC是全球范围内高致死率的恶性肿瘤，五年生存率仅约20%，其高度血管化的病理特征与肿瘤进展、转移密切相关。现有抗血管生成疗法以靶向血管内皮生长因子（VEGF）通路为主，但因缺乏精准预测疗效的生物标志物，患者总生存期与无进展生存期改善有限。同时，SR相关CTD关联因子1（SCAF1）作为pre-mRNA剪接调控因子，在卵巢癌、结直肠癌中的促癌作用已被报道，但其在HCC中的表达模式与调控机制尚未明确。为此，研究人员系统开展多组学与实验验证研究，旨在鉴定HCC血管生成关键驱动因子，构建精准预后模型，并探索潜在治疗策略。该研究发表于《Journal of Cellular and Molecular Medicine》。
研究采用的关键技术方法包括：基于TCGA、ICGC及GEO数据库的多队列样本分析，涵盖374例HCC与50例正常肝组织的TCGA队列、243例HCC与202例正常肝组织的ICGC队列及34例HCC患者的单细胞数据集；通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）筛选与HCC进展相关的基因模块；整合10种机器学习算法构建101种组合预后模型，以一致性指数（C-index）评估效能；联合单细胞RNA测序（scRNA-seq）与空间转录组解析SCAF1的细胞类型特异性分布；利用TIMER、TISIDB数据库分析肿瘤免疫浸润特征；通过分子对接筛选靶向SCAF1的小分子化合物，并结合体外功能实验验证其作用机制。
研究结果如下：
3.1 HCC预后模型构建：研究人员通过WGCNA确定与HCC最相关的蓝绿色模块，交集血管生成、黏附连接及上皮间质转化（EMT）相关基因获得20个候选基因。经101种机器学习算法组合筛选，Stepcox[forward]联合生存支持向量机（survival-SVM）构建的模型平均C-index达0.763，在TCGA训练集与ICGC、GSE43619验证集中均能有效区分高低风险组，高风险组总生存期显著更差，且预测效能优于既往已发表模型。
3.2 HCC单细胞分析：对34例HCC患者的单细胞数据进行聚类注释，鉴定出T细胞、巨噬细胞、内皮细胞与肝细胞4类群，交集机器学习模型基因与细胞特异性差异基因获得8个重叠基因，其中SCAF1尚未见HCC相关研究报道。
3.3 SCAF1的临床预测价值：SCAF1表达水平随HCC病理T分期、临床分期及组织学分级升高而上升，高表达组患者总生存期（OS）、疾病特异生存期（DSS）及无进展间期（PFI）均显著低于低表达组。基于SCAF1构建的列线图可有效预测患者1、3、5年生存率，受试者工作特征（ROC）曲线显示其预测效能的曲线下面积（AUC）均大于0.5。
3.4 SCAF1在HCC中的功能机制：SCAF1在HCC细胞系HCCLM3中表达最高，敲低SCAF1可显著降低细胞迁移与侵袭能力，下调VEGFA表达并抑制人脐静脉内皮细胞（HUVECs）成管。 rescue实验证实，过表达VEGFA可逆转SCAF1敲低对细胞增殖、侵袭及成管的抑制作用，表明SCAF1通过VEGFA通路发挥促癌作用。
3.5 SCAF1与免疫微环境的关联：SCAF1与趋化因子CCL19、CCL14、CCL11呈负相关，敲低SCAF1可上调三者表达，其中CCL11敲低可逆转SCAF1沉默对VEGFA的抑制作用。SCAF1表达与免疫评分、基质评分及ESTIMATE评分呈负相关，且与肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）、B细胞、树突状细胞等免疫细胞的标志物表达正相关，高SCAF1表达提示免疫治疗响应较差。
3.6 靶向SCAF1的小分子药物筛选：通过中药系统药理学数据库（TCMSP）筛选得到16个同时靶向HCC与VEGFA的小分子化合物，分子对接显示染料木素与SCAF1结合能最低（-5.1 kcal/mol），可通过氢键与SCAF1的85Glu、84Thr、83Val残基稳定结合。体外实验证实，100 μmol/L染料木素处理可显著降低SCAF1与VEGFA表达，抑制HCC细胞增殖、迁移、侵袭及HUVECs成管。
讨论部分指出，现有抗VEGF治疗的临床获益受限，亟需新型血管生成相关生物标志物。本研究首次揭示SCAF1在HCC中的促癌作用：其通过下调CCL19、CCL14、CCL11等抗血管生成趋化因子，激活VEGFA通路促进肿瘤血管生成，同时通过调控免疫细胞浸润塑造免疫抑制微环境。筛选得到的染料木素可靶向结合SCAF1并抑制其表达，为HCC辅助治疗提供了潜在候选化合物。研究结论为：SCAF1是HCC预后评估的新型生物标志物，可作为抗血管生成治疗的潜在靶点，其与染料木素的结合机制为优化HCC治疗方案提供了重要参考。
