铜代谢相关分子亚型多组学分析构建骨肉瘤风险分层新体系：APOA4的促癌机制与免疫微环境调控

《Discover Oncology》：Multi-omics analysis of copper metabolism-related molecular subtypes and risk stratification for osteosarcoma

本期推荐：中国学者通过单细胞测序与生物信息学分析，首次揭示铜代谢相关基因(CORGs)在骨肉瘤(OS)中的分子亚型特征，构建了基于MT1H、APOA4等6个关键基因的预后评分模型。研究发现高CORG评分组呈现免疫抑制微环境，并通过体外实验证实APOA4通过促进MG63细胞增殖和侵袭驱动OS进展，为OS的精准治疗提供了新的铜代谢干预靶点和风险预测工具。

　　

骨肉瘤(OS)作为儿童青少年最常见的原发性恶性骨肿瘤，尽管采用手术联合化疗的综合治疗策略，患者预后仍不理想。当前临床面临两大困境：一是缺乏有效的预后预测体系，二是铜代谢在OS中的作用机制尚未阐明。铜作为骨骼代谢的关键元素，其异常既可能通过影响骨基质代谢导致骨质破坏，又可能通过铜死亡(cuproptosis)过程参与肿瘤进展。虽然已有研究发现OS患者血清铜水平显著升高，铜离子复合物对肿瘤细胞具有选择性杀伤作用，但铜代谢相关基因(CORGs)如何调控OS发生发展仍是一个未解之谜。

青岛大学附属医院的研究团队通过整合TARGET和GEO数据库的140例OS样本，首次在单细胞水平解析了CORGs的表达图谱，发现这些基因在巨噬细胞、间充质干细胞等6种细胞亚群中广泛分布。研究采用LASSO回归和多元Cox分析构建了包含APOA4等6个基因的预后评分模型，其1年、3年、5年预测AUC值分别达0.814、0.780和0.816。分子亚型分析显示，CORG-B亚型呈现补体系统、NK细胞介导的细胞毒性等免疫通路下调特征，且免疫评分显著降低。特别值得注意的是，风险系数最高的APOA4在OS细胞中异常高表达，通过siRNA干扰实验证实其可显著抑制MG63细胞的增殖（CCK-8检测p<0.05）和侵袭能力（Transwell实验迁移细胞数减少50%）。该研究发表于《Discover Oncology》，为OS的铜代谢调控机制提供了全新认知。

关键技术方法包括：1)从TARGET和GEO数据库获取140例OS样本转录组数据，使用"sva"包消除批次效应；2)基于GSE152048数据集进行单细胞测序分析，采用Seurat(v4.0.4)完成质控和UMAP降维；3)通过LASSO-Cox筛选6个关键CORGs构建风险模型；4)利用ConsensusClusterPlus进行分子亚型鉴定；5)采用ESTIMATE和ssGSEA算法评估免疫浸润特征；6)通过qRT-PCR、Western blot、siRNA转染和功能实验验证APOA4作用。

主要研究结果：
"单细胞测序揭示OS中CORG表达特征"：在21个细胞亚群中鉴定出巨噬细胞、软骨细胞等6类主要细胞，发现CORGs在各类细胞中普遍表达，提示其广泛参与OS微环境调控。

"CORG预后模型构建"：通过113个CORGs筛选出MT1H(HR=0.867)、APOA4(HR=1.432)等6基因特征，高风险组患者5年生存率降低2.3倍(p<0.001)，且模型在训练集和验证集均保持稳定预测效能。

"分子亚型与免疫特征"：CORG-B亚型显示补体级联、B细胞受体信号通路显著下调，伴随MDSCs(髓系来源抑制细胞)浸润减少，而免疫检查点抑制剂响应率更高(TIDE评分降低34%)。

"APOA4功能验证"：qRT-PCR显示APOA4在MG63细胞表达量较正常成骨细胞hFOB升高4.2倍，siRNA干扰后细胞克隆形成数减少62%，侵袭能力下降55%(p<0.01)。

研究结论指出，该工作首次系统阐释了铜代谢通过APOA4等分子驱动OS进展的双重机制：既直接促进肿瘤细胞恶性行为，又重塑免疫抑制微环境。所建立的CORG评分体系可作为独立预后因素(HR=1.053,p<0.001)，且与现有临床指标(转移状态HR=5.445)形成互补。特别值得注意的是，发现APOA4-S1P(鞘氨醇-1-磷酸)-LRP1(低密度脂蛋白受体相关蛋白1)轴可能是铜代谢调控OS的新通路，为开发靶向铜代谢的联合治疗策略提供了理论依据。研究局限性在于缺乏多中心临床验证和大样本组织空间转录组分析，未来需进一步探索CORGs调控免疫细胞 Crosstalk(串扰)的具体分子机制。