揭示hsa_circ_0036722/miR-503-5p/PDCD4轴在食管癌中的肿瘤抑制机制及诊断价值

《Hormones & Cancer》：Investigating the expression of hsa_circ_0036722/hsa-miR-503-5p/PDCD4 axis in esophageal cancer

本研究针对食管癌(EC)早期诊断难题，通过生物信息学分析结合实验验证，首次发现hsa_circ_0036722/hsa-miR-503-5p/PDCD4调控轴在EC中的表达模式。研究表明该轴关键分子在EC组织中异常表达且相互关联，ROC曲线显示良好诊断价值，为EC提供了新的潜在生物标志物和治疗靶点。

　　

食管癌(EC)是全球第九大常见癌症和第六大癌症死亡原因，由于其早期症状不明显，大多数患者确诊时已处于晚期，五年生存率不足20%。这种严峻的现状迫切要求我们寻找有效的早期诊断生物标志物和新的治疗靶点。近年来，非编码RNA(ncRNA)在肿瘤发生发展中的作用日益受到关注，其中环状RNA(circRNA)因其结构稳定、表达特异性强等特点，成为肿瘤研究的新热点。

在这项发表于《Discover Oncology》的研究中，Marhamati S.等人聚焦于circRNA在食管癌中的作用机制。研究人员通过整合生物信息学分析和实验验证，首次揭示了hsa_circ_0036722/hsa-miR-503-5p/PDCD4轴在食管癌中的表达特征和临床意义。

为了系统开展这项研究，研究人员采用了多学科交叉的研究策略。他们首先从基因表达综合数据库(GEO)和癌症基因组图谱(TCGA)获取食管癌相关的circRNA、miRNA和mRNA测序数据，通过生物信息学分析筛选出差异表达的分子。利用CircInteractome、miRWalk和TargetScan等在线工具预测分子间的相互作用关系。实验部分采用20对食管癌组织样本，通过实时定量PCR(RT-qPCR)检测基因表达，蛋白质印迹法(Western blot)分析蛋白水平，并结合统计学方法评估诊断价值和临床相关性。

3.1 差异表达circRNA、miRNA和mRNA的确定

通过生物信息学分析，研究人员从GEO数据库的GSE157803数据集中鉴定出7201个下调和5613个上调的circRNA。从TCGA数据库的ESCA项目中发现27个下调和41个上调的miRNA，以及919个下调和865个上调的mRNA。这些差异表达分子为后续轴线的构建奠定了基础。

3.2 circRNA-miRNA和miRNA-mRNA相互作用的预测

基于竞争性内源RNA(ceRNA)理论，研究团队通过数据库交叉分析筛选出hsa_circ_0036722/hsa-miR-503-5p/PDCD4这一新的调控轴线。其中hsa_circ_0036722表现出最显著的差异表达，成为研究重点。

3.3 PDCD4的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)分析

通过GeneMANIA插件构建的PPI网络显示，PDCD4与20个蛋白质存在相互作用，这些相互作用涉及共表达、共定位、通路、物理相互作用、遗传相互作用和蛋白质结构域等多个方面，表明PDCD4在细胞中参与复杂的调控网络。

3.4 功能富集分析

基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析表明，PDCD4主要参与翻译起始等生物过程，位于真核翻译起始因子4F复合体中，具有翻译调节活性和核酸结合功能。KEGG分析显示病毒性心肌炎是PDCD4相关的最显著通路。

3.5 PDCD4在泛癌中的表达改变及与免疫浸润的相关性

TIMER 2.0数据库分析显示，PDCD4作为肿瘤抑制因子，在膀胱尿路上皮癌(BLCA)、结肠腺癌(COAD)、食管癌(ESCA)等10种癌症中表达显著降低。在食管癌中，PDCD4表达与B细胞浸润呈显著正相关，提示其可能通过免疫调节机制参与肿瘤发生。

3.6 hsa_circ_0036722、hsa-miR-503-5p和PDCD4在食管癌中的表达及其相关性

实验结果显示，与癌旁组织相比，食管癌组织中hsa_circ_0036722和PDCD4表达显著下调，而hsa-miR-503-5p表达显著上调。相关性分析发现，hsa_circ_0036722与hsa-miR-503-5p表达呈显著负相关，hsa-miR-503-5p与PDCD4表达也呈显著负相关，而hsa_circ_0036722与PDCD4表达呈显著正相关，符合ceRNA调控机制。

3.7 hsa_circ_0036722、hsa-miR-503-5p和PDCD4基因表达与食管癌患者临床病理特征的关系

临床相关性分析表明，hsa-miR-503-5p表达水平与患者临床分期显著相关，在II期患者中表达更高，提示其可能参与食管癌早期发展。然而，hsa_circ_0036722和PDCD4表达与各项临床病理参数无显著相关性。

3.8 ROC曲线分析

受试者工作特征(ROC)曲线分析显示，hsa_circ_0036722、hsa-miR-503-5p和PDCD4均表现出良好的诊断价值，曲线下面积(AUC)表明这些分子有潜力作为食管癌的诊断生物标志物。

本研究首次系统揭示了hsa_circ_0036722/hsa-miR-503-5p/PDCD4轴在食管癌中的表达模式和临床意义。研究发现该轴关键分子在食管癌组织中异常表达且相互关联，符合ceRNA调控机制。特别值得注意的是，hsa-miR-503-5p在早期食管癌中表达升高，表明其可能参与肿瘤发生的早期事件。此外，该轴分子显示出良好的诊断价值，为食管癌的早期检测提供了新的潜在生物标志物。

这项研究的创新之处在于通过整合生物信息学分析和实验验证，发现了一个新的食管癌相关调控轴，为理解食管癌的分子机制提供了新视角。hsa_circ_0036722/hsa-miR-503-5p/PDCD4轴不仅可能作为食管癌的诊断标志物，还有望成为新的治疗靶点。然而，该研究仍存在一些局限性，如样本量相对较小，缺乏功能实验验证等。未来的研究需要扩大样本规模，并通过体外和体内实验进一步验证该轴的生物学功能，为食管癌的精准诊疗提供更多理论依据。