PON1在肝细胞癌中的氧化还原衰老作用及其基于超分辨率放射组学的无创评估：一项多中心研究

《Journal of Translational Medicine》：Redox-senescence function of PON1 in hepatocellular carcinoma and its non-invasive assessment using super-resolution radiomics: a multi-center study

　　

摘要

背景

由于缺乏能够反映肿瘤生物特性的可靠生物标志物，肝细胞癌（HCC）的风险分层面临诸多限制。抗氧化酶帕拉氧酶-1（PON1）具有预后预测潜力，但其在本肿瘤组织中的具体作用以及是否可通过无创方法进行检测仍不明确。

方法

利用TCGA-LIHC和GTEx提供的转录组数据，筛选与衰老相关的通路及潜在预后基因。通过qPCR、免疫组化及西方印迹法在多中心队列中验证PON1的表达情况。在PON1敲低和过表达模型中，通过功能实验检测氧化应激、谷胱甘肽平衡、线粒体功能障碍以及衰老相关标志物。我们基于增强型CT扫描并结合超分辨率重建技术开发了一种放射组学模型，用于预测肿瘤中的PON1表达水平。随后将该放射组学特征与临床变量整合，构建综合模型，并在训练集、验证集、测试集以及外部队列中进行评估。

结果

PON1被确定为一种表达下调的与衰老相关的预后基因。在多个独立的临床队列中，较低的PON1表达水平与较差的总生存期和无进展生存期相关。PON1缺失会增加细胞内和线粒体内的活性氧水平，降低GSH/GSSG比值，损害线粒体膜电位，并引发衰老表型，而恢复PON1表达则可缓解这些不良效应。经过信号增强处理的放射组学方法提升了所有队列中肿瘤PON1表达水平的预测精度。将放射组学特征与临床变量结合使用，进一步提高了区分度，实现了最高的准确率及最佳的临床应用价值。

结论

PON1表达下调会加剧由氧化应激引发的衰老现象，从而导致肝细胞癌患者出现不良的临床结局。经过信号增强处理的放射组学方法为无创检测肿瘤PON1表达提供了准确的技术手段，其在放射基因组学分析及术前风险分层方面具有潜在应用价值。

图形摘要

背景

由于缺乏能够反映肿瘤生物特性的可靠生物标志物，肝细胞癌（HCC）的风险分层面临诸多限制。抗氧化酶帕拉氧酶-1（PON1）具有预后预测潜力，但其在本肿瘤组织中的具体作用以及是否可通过无创方法进行检测仍不明确。

方法

利用TCGA-LIHC和GTEx提供的转录组数据，筛选与衰老相关的通路及潜在预后基因。通过qPCR、免疫组化及西方印迹法在多中心队列中验证PON1的表达情况。在PON1敲低和过表达模型中，通过功能实验检测氧化应激、谷胱甘肽平衡、线粒体功能障碍以及衰老相关标志物。我们基于增强型CT扫描并结合超分辨率重建技术开发了一种放射组学模型，用于预测肿瘤中的PON1表达水平。随后将该放射组学特征与临床变量整合，构建综合模型，并在训练集、验证集、测试集以及外部队列中进行评估。

结果

PON1被确定为一种表达下调的与衰老相关的预后基因。在多个独立的临床队列中，较低的PON1表达水平与较差的总生存期和无进展生存期相关。PON1缺失会增加细胞内和线粒体内的活性氧水平，降低GSH/GSSG比值，损害线粒体膜电位，并引发衰老表型，而恢复PON1表达则可缓解这些不良效应。经过信号增强处理的放射组学方法提升了所有队列中肿瘤PON1表达水平的预测精度。将放射组学特征与临床变量结合使用，进一步提高了区分度，实现了最高的准确率及最佳的临床应用价值。

结论

PON1表达下调会加剧由氧化应激引发的衰老现象，从而导致肝细胞癌患者出现不良的临床结局。经过信号增强处理的放射组学方法为无创检测肿瘤PON1表达提供了准确的技术手段，其在放射基因组学分析及术前风险分层方面具有潜在应用价值。

图形摘要