基于整合多组学分析的研究表明，HSPB6可通过JNK-JUND轴抑制HSPA6的表达，从而延缓结直肠癌的进展

《Life Sciences》：HSPB6 based on integrative multi-omics analysis can suppress colorectal cancer progression by downregulating HSPA6 expression through the JNK-JUND axis

结直肠癌中HSPB6通过抑制HSPA6-JNK-JUND通路发挥肿瘤抑制作用，其高甲基化与低表达与患者预后差相关，并提升对奥沙利铂敏感性。

　　这项研究聚焦于结直肠癌（Colorectal Cancer, CRC）这一全球范围内高发的恶性肿瘤，探索了小热休克蛋白6（HSPB6）在CRC发生和发展中的潜在作用。结直肠癌是全球发病率第三高的癌症，同时也是癌症相关死亡率第二高的疾病。根据2022年的数据，其发病率约为9.6%，死亡率约为9.3%。病理分期与患者的预后密切相关，早期患者5年生存率可达90%，而晚期患者则降至14%。然而，在相同病理分期的患者中，分子层面的异质性可能导致不同的临床结果。此外，病理分期的评估通常依赖于侵入性的手术获取组织样本，因此迫切需要寻找新的预后生物标志物，并深入研究其在CRC发病机制中的作用，以改善患者的治疗效果。

随着多组学技术的发展，包括基因组学、转录组学、蛋白质组学和表观基因组学，研究人员能够更全面地识别驱动癌症发展的关键分子。DNA甲基化作为重要的表观遗传修饰，其变化可以在不改变DNA序列的前提下影响基因表达。在CRC中，异常的DNA甲基化或去甲基化可能导致肿瘤抑制基因的沉默或癌基因的激活。那些表达水平与甲基化水平高度相关的基因被称为甲基化驱动基因，这些基因不仅在CRC的肿瘤发生和发展中起重要作用，还具有诊断和预后价值。2024年的一项研究通过对1063例CRC患者的全基因组和转录组测序分析，识别出24个新的驱动基因，并强调了多组学研究在发现候选标志物方面的潜力。因此，结合内部的甲基组学、转录组学和蛋白质组学数据，以及外部的转录组学和蛋白质组学数据，研究人员进行了生存分析，并筛选出4个候选基因，最终选择了HSPB6作为进一步研究的对象。

HSPB6是小热休克蛋白家族的一员，主要参与平滑肌收缩和心血管疾病。近年来，HSPB6在肿瘤中的作用逐渐受到关注。例如，HSPB6的过表达可以抑制肝细胞癌细胞的增殖和存活。此外，HSPB6在膀胱癌中被识别为一种预后标志物，并且参与乳腺癌的表观遗传调控过程。然而，截至目前，关于HSPB6在CRC中的研究仍较为有限，仅有的一项研究涉及94名CRC患者，指出HSPB6表达水平的降低可能与较差的预后相关。但其具体机制尚不清楚。

为了阐明HSPB6在CRC中的作用机制，研究人员整合了转录组学和蛋白质组学数据，发现热休克蛋白家族A成员6（HSPA6）是HSPB6的一个关键下游靶点和相互作用伙伴。这表明HSPB6-HSPA6轴可能构成了CRC进展中的一个重要调控机制。已有研究表明，HSPA6在胃癌中促进细胞增殖，并作为预后标志物；在膀胱癌和骨肉瘤中也促进疾病进展。然而，在乳腺癌中，HSPA6似乎具有抑制肿瘤进展的作用。由于HSPA6在不同癌症中的作用存在上下文依赖性，研究人员假设HSPB6-HSPA6轴可能在CRC的进展中发挥关键作用。本研究通过整合甲基组学、转录组学和蛋白质组学数据，并结合外部数据库，筛选出HSPB6这一与CRC预后显著相关的基因。进一步地，研究验证了HSPB6在CRC发生和发展中的作用及其分子机制。

本研究首先对5名CRC患者的配对组织样本进行了全基因组甲基化测序（WGBS）和RNA测序（RNA-seq），并检测了蛋白质组学数据。研究人员识别出22,363个差异甲基化区域（DMRs），这些区域的△β评分大于0.1且P值小于0.05。随后，研究人员筛选出1774个基因，这些基因的启动子区域与DMRs重叠（见图1A-C）。通过RNA-seq对同一组织样本进行分析，研究人员发现有350个基因在肿瘤组织中上调，而1528个基因下调（|log2(FoldChange)|大于0且P值小于0.05）。通过整合这些数据，研究人员最终确定HSPB6是与CRC预后高度相关的候选基因之一。

在进一步的实验中，研究人员通过体外和体内实验检测了HSPB6在CRC细胞中的表达情况。结果显示，HSPB6在CRC组织中表现出高甲基化和低表达的特征，并且其表达水平与患者的不良预后密切相关。此外，HSPB6的甲基化和表达水平在CRC的诊断中也展现出较高的价值。研究人员通过过表达HSPB6的实验发现，HSPB6能够显著抑制CRC细胞的增殖、迁移和侵袭能力，并在小鼠模型中抑制肿瘤生长。这些结果表明，HSPB6可能在CRC中发挥肿瘤抑制作用。

为了深入探讨HSPB6的下游调控机制，研究人员利用RNA测序和免疫共沉淀质谱（CO-IP-MS）技术分析了HSPB6的相互作用网络。结果表明，HSPB6能够直接与HSPA6相互作用，从而抑制JNK-JUND轴的活性。JNK-JUND轴在多种癌症中被证实为一种促癌信号通路，其激活通常与肿瘤的侵袭和转移相关。因此，HSPB6通过抑制这一信号通路，可能对CRC的进展产生抑制作用。此外，研究人员还进行了药物敏感性实验，评估了HSPB6表达水平对化疗药物奥沙利铂（oxaliplatin）敏感性的影响。结果显示，HSPB6的过表达能够显著提高CRC细胞对奥沙利铂的敏感性，表明其可能在CRC的治疗中具有重要的应用价值。

综上所述，这项研究通过多组学整合分析，揭示了HSPB6在CRC中的关键作用。HSPB6在CRC组织中表现出高甲基化和低表达的特征，并且其表达水平与患者的不良预后密切相关。同时，HSPB6的甲基化和表达水平在CRC的诊断中也展现出较高的价值。通过体外和体内实验，研究人员发现HSPB6能够显著抑制CRC细胞的增殖、迁移和侵袭能力，并在小鼠模型中抑制肿瘤生长。这些结果表明，HSPB6可能在CRC中发挥肿瘤抑制作用，其作用机制可能涉及对HSPA6的调控以及对JNK-JUND信号通路的抑制。此外，HSPB6的过表达能够提高CRC细胞对奥沙利铂的敏感性，提示其可能成为CRC治疗中的潜在靶点。

本研究不仅为CRC的诊断和预后提供了新的生物标志物，也为开发针对CRC的新型治疗策略提供了理论依据。HSPB6可能通过其在肿瘤发生和发展中的调控作用，成为CRC治疗的重要工具。特别是在奥沙利铂治疗背景下，HSPB6的表达水平可能影响治疗效果。因此，进一步研究HSPB6在CRC中的作用及其调控机制，对于优化个体化治疗方案具有重要意义。

此外，本研究还涉及多个实验方法的综合应用，包括全基因组甲基化测序、RNA测序、蛋白质组学分析以及外部数据库的整合。这些技术手段的结合，使得研究人员能够更全面地解析HSPB6在CRC中的作用机制。在数据处理过程中，研究人员采用了严格的筛选标准，确保结果的可靠性和可重复性。例如，在识别差异甲基化区域时，研究人员设定了△β评分大于0.1和P值小于0.05的阈值，以排除假阳性结果。在筛选基因时，研究人员进一步结合启动子区域的重叠情况，确保所选基因具有明确的调控意义。

在实验设计方面，研究人员采用了多种实验方法，包括体外细胞实验和体内动物实验，以验证HSPB6在CRC中的作用。体外实验中，研究人员通过过表达HSPB6，观察其对CRC细胞增殖、迁移和侵袭能力的影响。体内实验则通过构建小鼠肿瘤模型，评估HSPB6对肿瘤生长的抑制作用。这些实验不仅验证了HSPB6在CRC中的功能，也为后续的机制研究提供了基础。在药物敏感性实验中，研究人员通过改变HSPB6的表达水平，观察其对奥沙利铂治疗效果的影响，进一步揭示了HSPB6在CRC治疗中的潜在应用价值。

本研究的发现具有重要的临床意义。首先，HSPB6可能作为CRC的诊断和预后标志物，为早期发现和精准治疗提供新的工具。其次，HSPB6可能通过其对HSPA6的调控作用，成为CRC治疗中的潜在靶点。特别是在奥沙利铂治疗背景下，HSPB6的表达水平可能影响患者的治疗反应。因此，针对HSPB6的干预措施可能有助于提高CRC患者的治疗效果，延长生存期。此外，HSPB6-HSPA6轴的发现为CRC的分子机制研究提供了新的视角，有助于深入理解CRC的发病机制，并为开发新的治疗策略提供理论支持。

本研究的局限性也需加以说明。首先，研究样本量相对较小，尽管已经结合了外部数据库的数据，但进一步的大规模临床研究仍需进行，以验证HSPB6在CRC中的普遍适用性。其次，研究主要基于体外和小鼠模型，未来仍需在人体中进行验证，以确保研究结果的转化价值。此外，HSPB6的调控机制仍需进一步探索，特别是其与其他信号通路的相互作用，以及其在不同肿瘤类型中的作用差异。这些研究方向为未来的研究提供了明确的思路。

综上所述，这项研究通过多组学整合分析，揭示了HSPB6在CRC中的重要作用。HSPB6的高甲基化和低表达可能与CRC的不良预后相关，同时其表达水平具有较高的诊断价值。HSPB6的过表达能够显著抑制CRC细胞的增殖、迁移和侵袭能力，并在小鼠模型中抑制肿瘤生长。此外，HSPB6能够直接与HSPA6相互作用，从而抑制JNK-JUND轴的活性，提高CRC细胞对奥沙利铂的敏感性。这些发现不仅为CRC的诊断和治疗提供了新的思路，也为进一步研究HSPB6在其他癌症中的作用奠定了基础。未来的研究应继续探索HSPB6的调控机制，并评估其在临床中的应用潜力。