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为探究干细胞相关长链非编码 RNA(SRlncRNAs)对透明细胞肾细胞癌(ccRCC)预后的影响,北京大学肿瘤医院的研究人员开展相关研究。结果发现 6 个 SRlncRNAs 可构建预后特征模型,该模型在风险分层和指导治疗方面有重要意义。
在人体的微观世界里,癌症一直是威胁人类健康的 “恶魔”,透明细胞肾细胞癌(ccRCC)便是其中之一。它作为泌尿系统中常见的恶性肿瘤,具有异质性强的特点,就像一群 “狡黠” 的敌人,让治疗充满挑战。对于局限性 ccRCC 患者,手术是主要治疗手段;而晚期患者虽可借助免疫检查点抑制剂(ICIs)和酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)改善预后,但死亡率仍然居高不下。目前,虽然有不少临床和病理因素被证实与 ccRCC 预后相关,也涌现出众多预后模型,可癌症的狡猾之处在于,它的 “干细胞” 特性 —— 一种能促使肿瘤复发、转移、抵抗辅助治疗的能力,对 ccRCC 预后的影响却一直迷雾重重。同时,长链非编码 RNA(lncRNAs)虽已被发现参与 ccRCC 的多种进程,但干细胞相关 lncRNA(SRlncRNAs)与 ccRCC 预后的关系依旧不明。在这样的背景下,迫切需要深入探索,为 ccRCC 的治疗和预后评估找到新的方向。
为了揭开这些谜团,北京大学肿瘤医院的研究人员勇挑重担,开展了一项极具意义的研究。他们致力于探究 SRlncRNAs 在 ccRCC 中的作用,并开发出一种能预测 ccRCC 患者预后的特征模型,还搭建了网络计算器方便临床应用。这一研究成果为 ccRCC 的治疗和预后评估提供了全新的视角和有力的工具,对推动 ccRCC 的精准治疗意义重大。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先,从癌症基因组图谱(TCGA)和基因表达综合数据库(GEO)获取基因表达和临床数据,为后续分析提供丰富素材。通过计算 RNA 干细胞评分(RNAss)评估样本的干细胞特性,运用加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选 SRlncRNAs 和干细胞相关 mRNA(SRmRNAs)。利用多种机器学习算法构建预后特征模型,并借助单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)、体内外实验等技术对模型进行验证和深入研究。
下面来具体看看研究结果。在 SRlncRNAs 和 SRmRNAs 的筛选方面,研究人员通过 WGCNA 方法,确定了与 RNAss 高度相关的模块,从中筛选出 452 个 SRlncRNAs 和 1005 个 SRmRNAs。随后对 SRmRNAs 进行富集分析,发现差异表达基因(DEGs)主要富集在神经发生的正向调节、核染色质组织等生物学过程,以及 Epstein-Barr 病毒感染、转录失调等信号通路。
接着构建并验证 SRlncRNA 特征模型。研究人员利用 101 种算法组合和留一法交叉验证(LOOCV)构建模型,发现 LASSO 回归结合逐步 Cox 回归的模型预测能力最佳,其平均 C 指数达到 0.716。该模型包含 6 个 SRlncRNAs,风险评分高于中位数的患者预后较差。在 TCGA 和 GSE29609 队列中的验证结果显示,该模型预测 1、3、5 年生存率的 AUC 值表现出色,且优于许多已发表的模型。
功能分析进一步揭示了高低风险组的差异。基因集富集分析(GSEA)表明,高风险组在 α- 亚麻酸代谢、细胞因子受体相互作用等通路富集,低风险组则在原发性免疫缺陷、前列腺癌等通路富集。免疫浸润分析显示,高低风险组的免疫细胞浸润和免疫功能存在显著差异,高风险组对免疫治疗的响应更好。药物敏感性分析发现,高低风险组对不同药物的敏感性不同,并筛选出 7 种潜在治疗药物。
突变状态分析发现,TCGA-KIRC 队列中常见的突变基因有 VHL、PBRM1 等。高风险组的 BAP1 和 SETD2 突变频率更高,肿瘤突变负荷(TMB)也显著高于低风险组。研究人员还构建了预后预测模型,将临床病理特征与 SRlncRNA 特征相结合,提高了预测准确性,并开发了网络计算器方便临床使用。
单细胞和空间测序分析显示,scRNA-seq 分析发现 EMX2OS 和 LINC00944 在恶性细胞和上皮细胞中的表达存在差异,且与细胞发育轨迹相关;空间转录组测序表明这两种 lncRNA 在肿瘤和正常组织边界的表达分布不均。
最后在细胞实验中,研究人员对 EMX2OS 和 LINC00944 进行深入研究。RT-qPCR 实验表明,LINC00944 在肾癌细胞系和组织中上调,EMX2OS 则下调,且二者均与预后相关。体外实验显示,敲低 EMX2OS 促进 ccRCC 细胞增殖、迁移和侵袭,抑制凋亡;敲低 LINC00944 则起到相反作用。体内实验进一步证实,敲低 EMX2OS 促进肿瘤生长和转移,敲低 LINC00944 抑制肿瘤生长和转移。
在研究结论和讨论部分,研究人员成功构建了用于预测 ccRCC 预后的 SRlncRNA 特征模型,该模型在风险分层和指导个性化治疗方面展现出巨大潜力。同时,研究还揭示了 SRlncRNAs 在 ccRCC 发生发展中的重要作用,为深入理解 ccRCC 的发病机制提供了新线索。不过,研究也存在一些局限性,如模型构建仅基于生物信息学方法,存在潜在偏差;验证队列样本量较小;分析多依赖回顾性队列等。尽管如此,这一研究成果依然为 ccRCC 的研究和治疗开辟了新道路,后续研究可在此基础上进一步深入探索,有望为 ccRCC 患者带来更多的治疗希望。