《Cancer Letters》：GSN liquid-liquid phase separation induces PANoptosis by inhibiting YAP-dependent glycolysis to alleviate the progression of clear cell renal cell carcinoma
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摘要本研究旨在筛选透明细胞肾细胞癌中的PANoptosis相关生物标志物基因及其作用机制。首先识别出差异表达的PANoptosis相关基因，随后筛选出具有预后价值的生物标志物基因，并构建预后模型。通过接收者操作特征曲线评估该模型的预测能力，进一步分析风险评分与临床特征及免疫细胞浸
摘要
本研究旨在筛选透明细胞肾细胞癌中的PANoptosis相关生物标志物基因及其作用机制。首先识别出差异表达的PANoptosis相关基因，随后筛选出具有预后价值的生物标志物基因，并构建预后模型。通过接收者操作特征曲线评估该模型的预测能力，进一步分析风险评分与临床特征及免疫细胞浸润之间的关联。在数据集中研究了gelsolin（GSN）的表达水平及其对预后的影响。此外，还通过体内和体外实验探究其作用机制。单细胞RNA测序分析显示，肿瘤微环境中的9种细胞类型的PANoptosis评分存在显著差异。通过对比差异表达基因与PANoptosis相关基因，共鉴定出26个差异表达的PANoptosis相关基因。进而筛选出3个预后生物标志物基因，即TLR3、GSN和TNFRSF1A，用于构建预后模型。该风险评分与肿瘤分级、分期（I、II、III、IV）、病理T分期等密切相关，同时与免疫细胞及免疫检查点蛋白的表达也存在显著关联。此外，GSN在透明细胞肾细胞癌中表达升高，且高表达水平与较好的生存期相关。体内和体外实验表明，GSN的液-液相分离结构可通过抑制YAP依赖的糖酵解直接诱导透明细胞肾细胞癌中的PANoptosis。综上，基于TLR3、GSN和TNFRSF1A建立的PANoptosis相关预后模型具有良好的预后预测性能，可为透明细胞肾细胞癌患者的诊断和治疗提供新的依据。
引言
肾癌是一种常见的恶性肿瘤，占成人恶性肿瘤的3%-5%[1]、[2]、[3]。在男性泌尿系统肿瘤中，肾癌的发病率高于女性，仅低于前列腺癌和膀胱癌[4]。据统计，中国肾癌的发病率呈上升趋势[5]，给中国及全球范围内的患者健康带来了严重负担[6]。目前肾癌的病因尚不明确。从组织学角度来看，肾细胞癌占据了绝大多数肾癌病例，其中以透明细胞肾细胞癌最为常见[7]。目前，根治性或局部肾切除术是治疗透明细胞肾细胞癌的首选方法，但术后患者仍有可能出现复发和病情恶化[8]。虽然一线药物联合疗法对晚期或转移性肾癌具有较好的抗肿瘤效果[9]，但由于药物耐药、复发和转移等问题，治疗效果仍不理想，患者的5年生存率依然较低。因此，有必要更深入地了解透明细胞肾细胞癌的分子生物学机制，为该疾病的诊断和治疗提供新的靶点。
细胞死亡是调控机体稳态的重要生理过程[10]。近年来，人们发现了越来越多的程序性细胞死亡类型，包括凋亡、焦亡、坏死性凋亡、铁死亡和PANoptosis[11]、[12]。其中，PANoptosis是坏死性凋亡、凋亡和焦亡的融合形式，在免疫反应调节和细胞死亡过程中发挥着重要作用[13]、[14]。有研究指出，PANoptosis与多种疾病的发病有关。例如，先前的研究表明，IFN-γ、TNF-α和IRF1可诱导PANoptosis，从而抑制肿瘤发展[15]、[16]。有氧糖酵解是癌症的一个关键特征[17]，另有研究认为糖酵解可能是触发PANoptosis的关键因素[18]，但目前关于透明细胞肾细胞癌中PANoptosis的研究还较少。
单细胞RNA测序是一种强大的分析工具，能够检测单细胞水平的基因表达，揭示肿瘤免疫微环境中的细胞异质性[19]。通过RNA测序和单细胞RNA测序，可以从不同角度揭示肿瘤免疫微环境在癌症进展和预后预测中的关键作用[20]。Gelsolin（GSN）是一种肌动蛋白结合蛋白，能够切断并封端肌动蛋白丝，从而调控细胞骨架的动态变化和更新[21]、[22]。已有研究表明，多种实体瘤中GSN的表达存在异常[23]、[24]。本研究通过结合单细胞RNA测序和批量RNA测序，筛选出与透明细胞肾细胞癌患者预后相关的PANoptosis相关生物标志物基因GSN，并进一步探究其作用机制，为该疾病的诊断和治疗提供了新的参考和策略。
章节节选
数据来源与准备
透明细胞肾细胞癌的临床信息及批量RNA测序数据来自TCGA数据库，包含534例透明细胞肾细胞癌样本和72例正常样本。GSE53757（72例透明细胞肾细胞癌样本和72例正常样本）、GSE40435（101例透明细胞肾细胞癌样本和101例正常样本）、GSE126964（55例肾细胞癌样本和11例正常样本）以及GSE151419（58例透明细胞肾细胞癌样本和17例正常样本）则来自GEO数据库。单细胞RNA测序数据集GSE210038也来自GEO数据库，包含7例透明细胞肾细胞癌样本和2例正常样本。此外，还有EMTAB-1980数据集（101
PANoptosis相关基因评分
为探究PANoptosis在透明细胞肾细胞癌中的作用，比较了TCGA、GSE53757和GSE40435数据库中透明细胞肾细胞癌样本与正常样本的PANoptosis评分。结果显示，两组样本的PANoptosis评分存在显著差异（P<0.001；图1A），说明PANoptosis在透明细胞肾细胞癌的发病过程中起着重要作用。同时，PANoptosis评分与透明细胞肾细胞癌的病理分级这一临床特征也存在显著相关性（两者均P<0.05；图1B）。
透明细胞肾细胞癌样本的单细胞RNA测序分析
经过单细胞RNA测序数据处理后
讨论
透明细胞肾细胞癌是肾癌中最常见的组织学亚型。大量证据表明，PANoptosis在肿瘤发生过程中起着关键作用[20]、[50]、[51]。本研究中，单细胞RNA测序分析显示，这些样本可被成功标注为9种细胞类型，包括NK细胞、上皮细胞、T细胞、B细胞、基质细胞、巨噬细胞、内皮细胞、肥大细胞和浆细胞。在肿瘤的这9种细胞类型中，PANoptosis评分存在显著差异
结论
综上所述，本研究发现了3个与透明细胞肾细胞癌进展相关的PANoptosis相关基因，即TLR3、GSN和TNFRSF1A。从机制上来看，GSN的液-液相分离结构可通过抑制YAP依赖的糖酵解诱导透明细胞肾细胞癌中的PANoptosis（图10）。我们的研究结果有助于更深入地理解GSN在透明细胞肾细胞癌中的作用机制，同时也提出了一个新的GSN-LLPS作用轴，可为该疾病的治疗策略提供参考。
CRediT作者贡献说明
金泰安：正式分析。叶戈尔·Y·普洛特尼科夫：可视化。廖新宇：软件应用。李行辰：方法学研究、正式分析。刘新波：数据整理。金娟：初稿撰写、方法学研究、正式分析、数据整理、概念设计。张瑞凯：可视化、软件应用、方法学研究、正式分析、数据整理、概念设计。娄海芳：论文修订与编辑、项目管理、实验研究、概念设计。何强：论文修订与编辑
伦理审批
所有动物实验均遵循ARRIVE指南，并已获得浙江中医药大学动物实验伦理委员会的批准（批准编号：ZJCLA-IACUC-20010783）。
数据与材料的获取途径
本研究使用和/或分析的所有数据集，可在合理请求下向通讯作者获取。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本研究结果的利益冲突。
资金支持
本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：82372731）以及浙江省重点研发计划的支持（项目编号：WKJ-ZJ-2302）。
利益冲突声明
? 作者声明不存在任何已知的可能影响本文研究结果的财务利益冲突或个人关系。
致谢
我们要感谢金娟、张瑞凯、李行辰、刘新波、叶戈尔·Y·普洛特尼科夫、廖新宇、金泰安、何文芳和王永光，他们参与了相关文献调研、实验开展以及后续的数据分析工作。同时也要感谢何强和娄海芳，他们对初稿进行了细致的修改指导。此外，我们还要感谢浙江中医药大学第一附属医院（浙江省中医院
金娟|张瑞凯|李行辰|刘新波|叶戈尔·Y·普洛特尼科夫|廖新宇|金泰安|何文芳|王永光|娄海芳|何强
中国浙江省杭州市310006，浙江中医药大学第一附属医院（浙江省中医院）肾内科
