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为探究 RNA 修饰在乳腺癌预后中的作用,研究人员开发 CMRS 模型,可预测预后及治疗反应,助力个性化治疗。
在女性健康的 “战场” 上,乳腺癌无疑是头号 “劲敌”。它是全球女性癌症死亡的主要原因,如同隐藏在暗处的 “杀手”,时刻威胁着女性的生命健康。尽管当前乳腺癌的治疗手段多样,涵盖化疗、手术、激素治疗、免疫治疗和靶向治疗等,但彻底攻克它依旧困难重重,有效的预后模型和治疗策略成为迫切需求。
在此背景下,贵州省人民医院的研究人员勇挑重担,开展了一项极具意义的研究。他们的成果发表在《Cancer Cell International》上,为乳腺癌的诊疗带来了新的曙光。
研究人员为了深入剖析 RNA 修饰在乳腺癌中的奥秘,运用了多种关键技术方法。他们从 The Cancer Genome Atlas (TCGA)、the Gene Expression Omnibus (GEO) 和 MetaGxData 等数据库中,回顾性收集了 15 个独立的乳腺癌队列数据。在分析基因表达数据时,针对不同类型的数据采用了相应的标准化处理方式,确保数据的准确性和可比性。同时,利用 10 种计算工具,通过 108 种独特配置开发乳腺癌特异性 RNA 修饰特征(CMRS)模型。此外,借助单细胞 RNA 测序(scRNAseq)、基因调控网络(GRN)构建、细胞 - 细胞通讯分析等技术,全面深入地探究 RNA 修饰与乳腺癌之间的关系。
下面来详细看看研究的主要结果:
- CMRS 模型的构建与验证:研究人员综合分析了 9 种 RNA 修饰相关基因,经单变量 Cox 分析和机器学习算法筛选,最终通过十折交叉验证开发出 CMRS 模型。该模型能有效将患者分为高、低 CMRS 组,且两组患者生存特征差异显著。进一步研究发现,CMRS 具有良好的预后独立性,在预测乳腺癌患者总生存(OS)方面,比 100 个已发表的特征表现更优。
- 基于 CMRS 的多组学分析:多组学分析显示,高 CMRS 评分患者的肿瘤突变负荷(TMB)更高,且存在多种突变特征,如 SBS2、SBS13 等。在 TP53 等促癌信号通路中,高 CMRS 患者的突变频率较高,同时染色体臂上的拷贝数改变(CNAs)也更频繁,这些变化与患者的不良预后相关。
- 单细胞转录组分析:通过对 10 例乳腺癌患者的单细胞转录组分析,研究人员鉴定出 22 个细胞簇和 8 种细胞类型。其中,上皮细胞的 CMRS 活性较高,且高 CMRS 患者的上皮细胞在结合和细胞黏附相关通路显著富集,低 CMRS 患者则在运输相关通路富集。转录因子分析揭示了 MYC 信号通路在高 CMRS 患者中的重要作用,以及相关转录因子的调控机制。
- 细胞 - 细胞通讯差异:CellChat 分析表明,高 CMRS 细胞间的相互作用较少且较弱。低 CMRS 组有 16 条信号通路显著激活,而高 CMRS 组中 EGF、FGF 等 10 条通路被抑制。不同细胞类型在两组中的通讯模式也有所不同,这进一步影响了肿瘤的发展。
- 免疫微环境与免疫治疗反应:研究发现,低 CMRS 组的免疫细胞浸润水平较高,多数免疫检查点抑制剂(ICIs)如 PD - 1、PD - L1 等表达水平也较高,这使得低 CMRS 患者对免疫治疗的反应更好。相比之下,高 CMRS 患者的肿瘤纯度较高,对免疫治疗的反应较差。
- 高 CMRS 患者潜在化疗药物的筛选:利用多种数据集的敏感性数据,研究人员筛选出高 CMRS 患者的潜在治疗靶点和药物。最终确定 panobinostat 和 vincristine 为高 CMRS 患者的潜在候选化疗药物。
在研究结论与讨论部分,研究人员指出,他们创新性地开发了 CMRS 模型,整合了 9 种 RNA 修饰,为乳腺癌患者的预后预测和治疗评估提供了有力工具。研究还鉴定出 5 个与 RNA 修饰相关的基因(ENO1、ARAF、WT1、GADD45A 和 BIRC3),这些基因在乳腺癌的发生发展中发挥着重要作用,但部分基因的功能仍有待进一步研究。尽管 CMRS 模型展现出良好的预测性能,但乳腺癌的异质性和机器学习模型的复杂性给临床应用带来了挑战。未来,研究人员计划通过多种实验方法,如 qRT - PCR、Western blotting、RNA 干扰、CRISPR - Cas9 基因编辑、体内小鼠模型实验、RNA 免疫沉淀(RIP)和甲基化 RNA 免疫沉淀测序(MeRIP - seq)等,对相关基因进行深入研究,以验证其作为治疗靶点的潜力,推动基于 RNA 修饰的癌症治疗策略的发展。
总的来说,这项研究揭示了 RNA 修饰与乳腺癌发展之间的重要联系,为乳腺癌的个性化治疗开辟了新途径。CMRS 模型有望成为预测患者生存和治疗反应的敏感生物标志物,帮助医生为乳腺癌患者制定更精准、有效的治疗方案,让乳腺癌的诊疗朝着更加精准的方向迈进。