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本研究聚焦于结肠癌预后难题,通过生物信息学和实验手段,揭示RNA编辑相关基因(RERGs)在结肠癌(COAD)预后中的重要作用,构建了基于5个基因的预后模型,为结肠癌治疗提供新靶点。
结肠癌(Colorectal adenocarcinoma, COAD)是全球第三大常见癌症,其预后评估一直是临床难题。传统的TNM分期系统在预测结肠癌患者预后时存在局限性,因此寻找新的预后生物标志物迫在眉睫。为此,湖北第三人民医院、江汉大学等机构的研究人员开展了一项研究,旨在通过RNA编辑相关基因(RNA Editing-Related Genes, RERGs)构建预后模型,揭示其在结肠癌中的作用机制。该研究结果发表于《European Journal of Medical Research》,为结肠癌的精准治疗提供了新的思路。
研究背景
结肠癌是全球第三大常见癌症,其发病率和死亡率均居高不下。尽管手术和化疗等治疗手段不断进步,但仍有约50%的早期患者会出现复发和转移。目前,临床上常用的TNM分期系统在预测结肠癌患者预后时存在局限性,因此急需寻找新的预后生物标志物。近年来,RNA编辑作为一种重要的表观遗传修饰机制,被发现与多种癌症的发生和发展密切相关。RNA编辑通过在转录后的RNA分子中添加、缺失或转换碱基,从而影响基因表达和蛋白质功能。其中,ADAR1介导的腺苷到肌苷(A→I)编辑是最常见的RNA编辑方式,其在多种癌症中表现出异常表达。因此,研究RNA编辑相关基因在结肠癌预后中的作用具有重要意义。
研究方法
研究人员首先从Synapse数据库下载了514例结肠癌患者的RNA编辑数据,并从TCGA数据库获取了相应的基因表达和临床信息。通过LASSO回归分析构建风险预测模型,并利用受试者工作特征曲线(ROC)验证模型的准确性。此外,研究人员还通过免疫组织化学(IHC)和细胞实验验证了腺苷脱氨酶1(Adenosine Deaminase 1, ADAR1)在结肠癌中的表达及其对细胞增殖的影响。
研究结果
RNA编辑相关基因的鉴定与预后模型构建
研究人员在514例结肠癌患者中鉴定出4079个RNA编辑位点,并通过LASSO回归分析筛选出5个与预后显著相关的基因:GNL3L、NUP43、MAGT1、EMP2和ARSD。基于这些基因构建的风险预测模型能够将患者分为高风险组和低风险组,两组患者的8年总生存率和无进展生存率(Progression-Free Survival, PFS)存在显著差异。低风险组患者的生存时间显著长于高风险组(P<0.001),表明该模型具有良好的预后预测能力。
RNA编辑相关基因的生物学功能分析
通过基因本体(Gene Ontology, GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析,研究人员发现高风险组和低风险组之间存在显著的基因表达差异。这些差异基因主要富集在与免疫反应相关的信号通路中,如金黄色葡萄球菌感染信号通路、NOD样受体信号通路和GABA能突触信号通路等。这些结果表明,RNA编辑可能通过影响免疫反应来促进结肠癌的发展。
ADAR1在结肠癌中的作用机制
研究人员进一步通过免疫组织化学实验发现,ADAR1在结肠癌组织中的表达显著高于正常组织。此外,通过RNA干扰技术沉默ADAR1的表达能够显著抑制结肠癌细胞的增殖。这些结果表明,ADAR1在结肠癌中可能通过RNA编辑机制促进肿瘤细胞的增殖和侵袭。
研究结论与讨论
本研究通过生物信息学分析和实验验证,揭示了RNA编辑相关基因在结肠癌预后中的重要作用,并构建了一个基于5个基因的预后模型。该模型不仅为结肠癌的预后评估提供了新的工具,还为靶向RNA编辑的治疗策略提供了理论基础。此外,研究还发现RNA编辑可能通过影响免疫反应来促进结肠癌的发展,这为未来的免疫治疗提供了新的靶点。未来的研究需要进一步探索RNA编辑在结肠癌中的具体分子机制,并开展临床试验验证该预后模型的实际应用价值。