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为解决肺腺癌(LUAD)免疫调节中 circRNA-miRNA-mRNA 调控网络作用不明的问题,研究人员开展了构建相关调控网络的研究。通过分析数据库数据等,发现 7 个上调和 42 个下调的 circRNA 等,构建了调控网络,为 LUAD 诊疗提供新方向。
肺腺癌(Lung Adenocarcinoma,LUAD)作为肺癌中常见的类型,严重威胁人类健康。目前,肺癌的早期筛查存在局限,很多患者确诊时已处于晚期,五年生存率较低。同时,对于 LUAD 免疫调节过程中 circRNA(Circular RNA,环状 RNA)-miRNA(MicroRNA,微小 RNA)-mRNA 调控网络的作用,科学界了解还不够深入。这一知识缺口阻碍了更有效的诊断和治疗方法的开发。
为了填补这些空白,天津医科大学总医院的研究人员展开了深入研究。他们旨在通过构建 LUAD 的 circRNA-miRNA-mRNA 调控网络,探索其潜在的分子免疫调节机制,为 LUAD 的诊断和治疗寻找新的靶点和生物标志物。该研究成果发表在《Biological Procedures Online》上,为该领域带来了新的见解。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,从 GEO 数据库获取 circRNA 和 miRNA 的表达谱数据,如 GSE101586 和 GSE36681 数据集;接着,利用 R 语言的 limma 包进行差异表达分析,筛选出差异表达的 circRNA(DEcircRNAs)和 miRNA(DEmiRNAs);通过 CircBank、miRDB 和 miWalk 等在线工具预测靶标;运用 Cytoscape 软件构建蛋白质 - 蛋白质相互作用(PPI)网络;采用 CIBERSORT 和 ssGSEA 方法评估免疫细胞浸润情况;还对患者样本进行了细胞培养、逆转录定量 PCR、CCK-8 检测、克隆形成实验和蛋白质免疫印迹(Western Blotting)等实验。
研究结果如下:
- 免疫相关 RNA 的鉴定:从数据库中筛选出 7 个显著上调和 42 个下调的 circRNA。通过一系列预测和分析,确定了 10 个显著的 miRNA 和 20 个靶标 mRNA,如 OAS1、VIPR1 和 PIK3R1 等。
- PPI 网络构建与富集分析:构建 PPI 网络并进行 GO 和 KEGG 富集分析,发现相关基因在分子功能上主要富集于细胞对有机物质的反应、细胞因子介导的信号通路等,KEGG 富集分析表明主要集中在 ErbB 信号通路。
- 调控网络构建:通过组织表达和生存分析,确定了 OAS1、VIPR1 和 PIK3R1 等核心 mRNA,并构建了包含 6 个 DEcircRNAs、3 个 DEmiRNAs 和 3 个 DEmRNAs 的调控网络。
- 免疫细胞浸润分析:利用 ssGSEA 和 CIBERSORT 分析发现,LUAD 组和对照组的免疫细胞浸润水平存在显著差异,且 OAS1、VIPR1 和 PIK3R1 的表达与多种免疫细胞浸润相关。其中,VIPR1 和 PIK3R1 的高表达可能增强抗肿瘤免疫,而 OAS1 可能作为癌基因抑制抗肿瘤免疫反应。
- hsa_circ_0079557 的功能验证:实验表明,hsa_circ_0079557 在 LUAD 细胞中的表达显著高于正常细胞。敲低 hsa_circ_0079557 可抑制 LUAD 细胞的增殖、迁移和侵袭能力,还影响上皮 - 间质转化(EMT)过程,说明其在 LUAD 的发生和发展中起重要作用。
研究结论和讨论部分指出,研究人员成功构建了 LUAD 特异性的 circRNA-miRNA-mRNA 调控网络,并确定了一些潜在的预后生物标志物,如 hsa_circ_0079557、hsa-miR-502-5p、OAS1 等。这些发现为理解 LUAD 的免疫调节机制提供了新视角,有助于开发新的诊断和治疗策略。然而,研究存在一定局限性,如仅依赖数据库基因表达数据,未纳入患者临床特征,潜在生物学机制还需进一步实验验证。尽管如此,该研究为后续研究奠定了基础,有望推动 LUAD 诊疗领域的发展,为改善患者预后带来新的希望。