细胞外基质(ECM)通过COL5A2与IGFBP3-TMEM219轴调控骨肉瘤恶性进程的机制与预后模型研究

本研究针对骨肉瘤(OS)微环境中细胞外基质(ECM)的作用机制开展多组学探索。研究人员通过整合转录组数据分析与实验验证，发现COL5A2基因在成骨细胞中高表达并显著促进肿瘤增殖，其通过激活FAK/Paxillin/Akt磷酸化通路及IGFBP3-TMEM219介导的细胞对话驱动OS进展，为靶向治疗提供新策略。

　　

骨肉瘤(Osteosarcoma, OS)作为最常见的恶性骨肿瘤，具有高度异质性的肿瘤细胞和丰富的微环境组分。细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)——这个包绕肿瘤细胞的复杂动态网络——在OS恶性进展（如细胞增殖、转移）中起关键作用。本研究通过对公共数据库中的批量RNA测序和单细胞RNA测序数据进行生物信息学分析，首次鉴定出V型胶原蛋白α2链(Collagen Type V Alpha 2, COL5A2)是OS进程中的关键基因。通过体外实验进一步验证了COL5A2的生物学功能及潜在机制，并基于ECM特征细胞簇构建和验证了预后模型。

结果显示成骨细胞(Osteoblastic Cells, OCs)和内皮细胞(Endothelial Cells, ECs)是OS的核心细胞组分。COL5A2在OCs中高表达，且其高表达与OS患者总生存期显著缩短相关。蛋白质印迹(Western blot)、CCK-8法和集落形成实验证实，COL5A2通过激活黏着斑通路，诱导FAK/Paxillin/Akt信号轴磷酸化，从而促进OS细胞增殖。预后模型强调C0 OCs簇具有临床意义。CellChat分析揭示了IGFBP通路在C0 OCs和C1 ECs中均显著激活，并鉴定出IGFBP3-TMEM219轴是介导两者相互作用的关键配体-受体对。本研究确立了COL5A2和C0 OCs簇作为OS中ECM相关的核心特征，证实COL5A2通过黏着斑信号和IGFBP3-TMEM219介导的细胞对话驱动OS增殖——这两者均为潜在治疗靶点。进一步研究ECM组分将有助于优化OS治疗策略并改善临床结局。