批量转录组学和单细胞转录组学研究揭示了磷脂酰肌醇代谢在肺腺癌中的预后特征

《Scientific Reports》：Bulk and single-cell transcriptomics reveal prognostic signatures of phosphoinositide metabolism in lung adenocarcinoma

　　

摘要

肺腺癌（LUAD）是最严重的恶性肿瘤之一。磷脂酰肌醇代谢（PIM）在维持生物体的正常生命活动及调节肿瘤发展中起着重要作用。本研究旨在全面探讨肺腺癌与磷脂酰肌醇代谢之间的关联。相关数据来源于公共数据库，包括肺腺癌及磷脂酰肌醇代谢相关基因（PIM-RGs）的信息。通过差异表达分析、单变量Cox回归分析和机器学习方法筛选出具有预测价值的基因。随后建立了风险模型，并将肺腺癌患者分为高风险组（HRG）和低风险组（LRG）。研究确定了肺腺癌的独立预后因素，并构建了预后评分图表。此外，还通过功能富集分析、肿瘤微环境研究、突变分析及药物敏感性分析来探究肺腺癌的分子机制。同时，利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）技术识别关键细胞类型并阐明预后基因的表达动态。最终在临床样本中验证了这些预后基因的表达情况。研究发现MTMR7、GDPD1、MTMR4和MTMR10为具有预测意义的基因。该风险模型及预后评分图表（结合风险评分和肿瘤分期）表现出良好的预测性能。值得注意的是，肺腺癌的恶性进展可能与细胞蛋白质合成、神经活性配体-受体相互作用的异常激活以及抗肿瘤免疫反应等生物学过程密切相关。高风险组和低风险组中浸润的免疫细胞类型存在显著差异。TP53和TTN在两组中的突变频率均较高，且142种药物在不同组间的敏感性存在差异。研究还发现上皮细胞是肺腺癌的主要细胞类型，其预后基因的表达随细胞分化过程发生动态变化。与对照组相比，肺腺癌组中GDPD1和MTMR4的表达上调，MTMR10表达下调，而MTMR7的表达虽无统计学差异但呈现上升趋势。本研究确定了4个预后基因，并构建了有效的风险模型，为肺腺癌的治疗提供了新的思路。