《Biochemical Genetics》:The Role of Coagulation-Related Genes in Glioblastoma: A Comprehensive Analysis of the Tumor Microenvironment, Prognosis, and Treatment
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为探究凝血相关基因(CRGs)对胶质母细胞瘤(GBM)的影响,研究构建风险模型,助力预后预测与治疗策略开发。
胶质母细胞瘤(GBM)是一种恶性程度极高的脑部肿瘤,凝血对胶质瘤生物学的影响尚未完全明晰。此次研究从肿瘤微环境(TME)、GBM 患者凝血功能差异、治疗以及预后等多个角度,深入探索凝血相关基因(CRGs)在 GBM 中的作用。研究人员对来自癌症基因组图谱(TCGA)队列中 GBM 患者的单核苷酸多态性(SNP)和拷贝数变异数据进行体细胞突变分析;运用公开的单细胞 RNA 测序数据,剖析凝血在 GBM 的 TME 中的作用及其潜在生物学机制。
研究人员对中国胶质瘤基因组图谱(CGGA693)队列中的 GBM 患者进行无监督聚类,并通过单样本基因集富集分析(ssGSEA)评分评估每位患者的凝血功能。借助 Kaplan - Meier 生存分析评估预后情况,利用 ESTIMATE 算法分析免疫浸润。基于 CFI、GNG12、MMP2、LEFTY2 和 SERPINC1 这 5 个 CRGs 构建风险特征模型,并运用套索(LASSO)回归和随机生存森林分析进行验证,以此预测免疫治疗的反应并识别潜在的敏感药物。
最后,通过免疫组织化学、细胞计数试剂盒 - 8(CCK8)检测和划痕愈合实验,验证 LEFTY2 和 SERPINC1 在 GBM 进展中的作用;通过 CCK8 检测、划痕愈合实验和集落形成实验,验证药物 PLX4720 的抗 GBM 效果。
体细胞突变分析显示,在 461 例 GBM 病例中,有 117 例(25.38%)出现 CRG 突变的 SNP 事件。GBM 的 TME 单细胞分析表明,内皮细胞中的凝血途径显著激活,细胞间通讯通过 SPP1 - 整合素途径介导(p < 0.01)。聚类分析和 ssGSEA 识别出 GBM 中两种凝血相关亚型:凝血激活亚型和凝血抑制亚型。与凝血抑制亚型患者相比,凝血激活亚型患者的总生存期更短,预后更差(p = 0.0085)。免疫浸润分析表明,凝血激活亚型的肿瘤纯度更低,免疫抑制细胞水平更高(p < 0.001) 。
基于 CRGs 的风险特征模型能准确预测预后(p < 0.0001),并在 IMvigor210 队列中预测免疫治疗反应(p = 0.0062)。基于风险模型,PLX4720 被确定为潜在敏感药物(p < 0.001),药物验证实验证明 PLX4720 可抑制胶质瘤细胞的增殖和迁移(p < 0.0001)。体外实验表明,与正常脑组织相比,LEFTY2 和 SERPINC1 在 GBM 中显著过表达,敲低 LEFTY2 和 SERPINC1 可抑制胶质瘤细胞的增殖和迁移(p < 0.05)。
综上,基于 CRGs 的风险特征模型能有效预测 GBM 患者的预后,有助于评估免疫检查点抑制剂(ICI)治疗和化疗的疗效。此外,LEFTY2、SERPINC1 基因以及 PLX4720 药物为 GBM 新型治疗策略的开发提供了潜在方向。
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