《International Journal of Neuroscience》：Proteomic and transcriptomic analyses identify the role of RBM25 in the malignant progression of glioma
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背景：胶质瘤是一种源自中枢神经系统胶质细胞的原发性肿瘤。RNA结合基序蛋白25（RBM25）已被证实参与胶质瘤的进展，但其潜在的分子机制尚不完全清楚。方法：在本研究中，研究人员从蛋白质组学数据共享平台（PDC）和基因表达综合数据库（GEO）中检索了胶质瘤相关数
背景：胶质瘤是一种源自中枢神经系统胶质细胞的原发性肿瘤。RNA结合基序蛋白25（RBM25）已被证实参与胶质瘤的进展，但其潜在的分子机制尚不完全清楚。方法：在本研究中，研究人员从蛋白质组学数据共享平台（PDC）和基因表达综合数据库（GEO）中检索了胶质瘤相关数据集。使用机器学习算法筛选与胶质瘤密切相关的核心靶点。通过Western blot评估蛋白质表达，通过Transwell实验和流式细胞术分析细胞迁移、侵袭、细胞周期和凋亡。采用染色质免疫沉淀（ChIP）和双荧光素酶报告基因实验验证转录因子与基因之间的相互作用。结果：蛋白质组学分析显示胶质瘤组与对照组之间存在显著差异，差异表达蛋白主要富集于线粒体能量代谢、突触功能和神经退行性疾病通路。转录组谱也表现出显著变化，RBM25和HSPA8在蛋白质和RNA水平均呈现一致的变化。多种机器学习模型鉴定出RBM25、NKTR、MAP2K6、TRAPPC3和HSPA8为胶质瘤相关关键基因，其中RBM25和NKTR在基于模型的特征选择中表现出强相关性。RBM25在胶质瘤中上调，并与神经元信号通路相关，而HSPA8和TRAPPC3则下调。敲低RBM25抑制了胶质瘤细胞的增殖、迁移和侵袭，并诱导细胞周期阻滞和凋亡。结论：RBM25促进胶质瘤恶性进展，可能作为胶质瘤的潜在生物标志物和治疗靶点。
**论文解读文章**
**研究背景与目标**
胶质瘤是中枢神经系统中最常见的原发性脑肿瘤，源自神经胶质细胞，具有起病隐匿、进展迅速和高侵袭性的特点。尽管手术切除结合放化疗在一定程度上延长了患者的生存期，但复发率仍然很高，总体预后不佳。胶质瘤细胞表现出高度异质性和侵袭性，这给临床治疗带来了巨大挑战。传统诊断主要依赖组织病理学特征，但仅凭形态学难以全面反映肿瘤的内在生物学特性。近年来的研究指出，胶质瘤的发生发展与多种基因突变、染色体异常及表观遗传调控密切相关，这些因素显著促进了恶性进展和治疗抵抗。因此，深入阐明胶质瘤的分子机制，识别关键的致病通路和潜在的治疗靶点，对于推动精准治疗和改善患者预后至关重要。RNA结合基序蛋白25（RBM25）是一种包含保守基序的RNA结合蛋白（RBP），主要参与前体mRNA剪接调控，影响选择性剪接和转录后调控，在维持细胞基因表达平衡和信号转导中发挥关键作用。已有研究表明RBM25在多种癌症中发挥调控功能，例如在结直肠癌和前列腺癌中的作用。然而，尽管有少量研究暗示RBM25可能对胶质瘤的发展具有一定调控作用，但其精确的分子机制仍不明确。因此，本研究旨在深入探索RBM25在胶质瘤调控中的作用，从分子水平揭示胶质瘤生物学特性，并指出潜在的治疗候选靶点。该论文发表在《International Journal of Neuroscience》。
**主要关键的技术方法**
研究人员从蛋白质组学数据共享平台（PDC，https://pdc.cancer.gov/）和基因表达综合数据库（GEO，https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/）获取了胶质瘤相关的蛋白质组学数据集（PDC000204，包含100例胶质瘤组织和10例匹配的正常组织）和转录组学数据集（GSE90886，包含9例胶质瘤组织和9例正常对照）。通过差异表达分析筛选差异表达蛋白（DEP）和差异表达基因（DEG）。采用三种机器学习算法（LASSO回归、支持向量机SVM、随机森林RF）联合筛选胶质瘤核心靶点。利用基因集富集分析（GSEA）探讨候选基因的潜在生物学功能。体外功能实验包括Western blot、Transwell实验（迁移和侵袭）、流式细胞术（细胞周期和凋亡）。通过染色质免疫沉淀（ChIP）和双荧光素酶报告基因实验验证转录因子SP1对RBM25的转录调控。
**研究结果**
**1. 胶质瘤中DEP的鉴定**
通过蛋白质组学数据分析，发现胶质瘤组与对照组之间存在显著差异。上调最显著的蛋白包括组蛋白去乙酰化酶1（HDAC1）和MRE11同源物、双链断裂修复核酸酶（MRE11），下调最显著的蛋白包括NADH:泛醌氧化还原酶核心亚基S7（NDUFS7）和NADH:泛醌氧化还原酶亚基A10（NDUFA10）。基因本体论（GO）功能注释显示这些靶点显著富集于有氧呼吸、细胞呼吸、突触膜、神经元间突触、电子传递活性和NADH脱氢酶活性等条目。京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析揭示其显著富集于神经退行性疾病-多种疾病、帕金森病和阿尔茨海默病通路。结论：胶质瘤相关DEP主要参与线粒体能量代谢、突触功能及神经退行性相关通路。
**2. 胶质瘤中DEG的鉴定**
转录组学分析显示胶质瘤组与对照组之间差异显著。上调最显著的基因包括序列相似家族63成员B（FAM63B）和4号染色体开放阅读框32（C4orf32），下调最显著的基因包括磷酸核糖焦磷酸合成酶1（PRPS1）和磷脂酰肌醇蛋白聚糖4（GPC4）。整合转录组和蛋白质组数据发现，共有10个基因在RNA和蛋白质水平呈现协调变化，包括4个共同上调基因（如卷曲螺旋结构域含144A（CCDC144A）和RBM25）和6个共同下调基因（如激活素A受体1型（ACVR1）和热休克蛋白家族A（Hsp70）成员8（HSPA8））。结论：RBM25和HSPA8等呈现协调变化的靶点在胶质瘤发展中发挥重要调控作用。
**3. 机器学习揭示的关键胶质瘤DEP**
LASSO-Cox回归分析显示，当正则化参数λ增加至log(λ.1SE) = -7.82时，RBM25和自然杀伤细胞触发受体（NKTR）具有正系数，而丝裂原活化蛋白激酶激酶6（MAP2K6）、运输蛋白颗粒复合体3（TRAPPC3）和HSPA8具有负系数，提示RBM25和NKTR为潜在风险因子，MAP2K6、TRAPPC3和HSPA8为潜在保护因子。随机森林交叉验证误差曲线显示随树数量增加误差逐渐降低并趋于稳定，特征选择揭示MAP2K6重要性评分最高，其次为IRS1和RBM25。三种模型合并去重后得到三个核心靶点。结论：基于多种机器学习模型，RBM25、NKTR、MAP2K6、TRAPPC3和HSPA8是胶质瘤关键相关基因，其中RBM25和NKTR为潜在风险基因，MAP2K6、TRAPPC3和HSPA8为潜在保护基因。
**4. RBM25、HSPA8和TRAPPC3的表达模式及GSEA**
进一步分析显示，RBM25在胶质瘤患者组织中显著上调，而HSPA8和TRAPPC3显著下调。GSEA分析表明，RBM25显著富集于REACTOME_NEURONAL_SYSTEM和REACTOME_TRANSMISSION_ACROSS_CHEMICAL_SYNAPSES；HSPA8同样富集于上述神经元系统通路；TRAPPC3则富集于KEGG_SPLICEOSOME和REACTOME_MRNA_SPLICING。结论：RBM25在胶质瘤中上调，HSPA8和TRAPPC3下调，这些基因与神经元信号通路和mRNA剪接通路相关，提示它们可能通过调控神经信号和RNA加工参与胶质瘤进展。
**5. RBM25表达与药物敏感性的关联**
利用PCAS数据库验证发现RBM25在胶质瘤组织中高表达。多癌症相关性分析显示，在胶质母细胞瘤（GBM_CPTAC）中，RBM25表达与多种细胞周期相关药物的敏感性显著相关，与CDK4/6抑制剂Ribociclib_1632呈强正相关，与Dinaciclib呈显著正相关，与Wee1抑制剂MK-1775和BI-2536_1086呈强负相关；与多种凋亡相关药物敏感性显著相关，与Sepantronium bromide_1941、MIM1_1996和UMI-77_1939呈强负相关。蛋白水平分析在胶质瘤相关细胞系中确认RBM25显著上调。结论：RBM25在胶质瘤组织和细胞系中均高表达，其表达与多种细胞周期和凋亡相关药物的敏感性密切相关，提示RBM25是胶质瘤进展的关键调控因子，可能作为潜在生物标志物和治疗靶点。
**6. RBM25在胶质瘤中的体外功能验证**
在体外胶质瘤模型中敲低RBM25后，WB验证敲低效率成功。Transwell实验显示RBM25敲低显著降低LN229和U251细胞的迁移和侵袭能力。流式细胞术分析表明RBM25敲低缩短G0/G1期并增加S期细胞比例，同时显著提高凋亡率。结论：RBM25敲低影响胶质瘤细胞行为，包括抑制增殖、迁移和侵袭，并促进凋亡。
**7. SP1通过转录调控RBM25促进胶质瘤恶性表型**
JASPAR预测RBM25启动子区域存在SP1结合位点。ChIP实验显示SP1显著增加RBM25启动子的富集水平。双荧光素酶报告基因实验表明，SP1敲低降低RBM25野生型（WT）构建体的荧光素酶活性，而对突变型（MUT）无显著影响。WB实验显示SP1敲低显著降低RBM25蛋白表达，而共转染SP1敲低和RBM25过表达可恢复RBM25蛋白水平。Transwell实验显示SP1敲低抑制细胞迁移和侵袭，而共转染RBM25过表达逆转此效应。流式细胞术显示SP1敲低降低G0/G1期比例、增加S期比例，RBM25过表达则呈现相反趋势；SP1敲低显著增加凋亡率，RBM25过表达逆转此效应。结论：SP1通过转录调控RBM25表达，并与RBM25介导的胶质瘤细胞促肿瘤表型调控相关。
**讨论与结论**
讨论部分指出，本研究整合蛋白质组学和转录组学数据，揭示了胶质瘤组织在多个组学层面与对照组存在显著差异，这与先前的大规模多组学研究一致，进一步证实了胶质瘤的分子异质性及其与DEP和DEG广泛改变的密切关联。蛋白质组谱显示DEP主要富集于有氧呼吸、电子传递过程和突触功能等类别，提示胶质瘤样本中线粒体生物能量学和神经元信号存在显著紊乱。RBM25在胶质瘤组织中上调，并与细胞周期进程和侵袭表型相关。功能验证实验表明，RBM25敲低显著抑制胶质瘤细胞的迁移、侵袭和增殖，改变细胞周期分布并增加凋亡。此外，研究还发现转录因子SP1通过结合RBM25启动子区域转录调控RBM25表达，并介导胶质瘤恶性表型。本研究也存在局限性：分析主要依赖公开数据库和体外模型，缺乏大规模前瞻性临床验证；蛋白质组和转录组数据集中的正常对照样本数量有限，队列异质性可能引入偏倚；药物敏感性分析仅基于公共数据库相关性，缺乏实验验证。未来研究可整合单细胞组学和功能性剪接分析，进一步阐明其调控网络。
**研究结论翻译**：RBM25 contributes to glioma malignancy and may serve as a potential biomarker and therapeutic target for glioma. （RBM25促进胶质瘤恶性进展，并可能作为胶质瘤的潜在生物标志物和治疗靶点。）
