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研究人员针对低级别胶质瘤(LGG),探究 TMEM71 作用,发现其为独立预后指标及潜在治疗靶点。
在全球范围内,癌症始终是重大的健康挑战之一。胶质瘤作为中枢神经系统最常见的恶性肿瘤,其治疗和预后备受关注。世界卫生组织(WHO)将胶质瘤分为 I-IV 级,其中 II 级和 III 级胶质瘤被归类为低级别胶质瘤(LGG) 。尽管 LGG 发展相对缓慢,但它的预后较差且具有高度异质性,这给临床治疗带来了很大困难。随着分子生物学和基因组学技术的不断进步,越来越多的研究聚焦于揭示胶质瘤发展、进展和预后相关的分子机制,探寻关键分子标记在胶质瘤发生发展中的作用,成为了医学研究的重要方向。
南昌大学第二附属医院神经外科以及南昌大学神经科学研究所的研究人员,针对 LGG 开展了一系列研究,相关成果发表在《Cancer Cell International》。研究人员旨在探究跨膜蛋白 71(TMEM71)在 LGG 中的具体功能、与临床病理特征及预后的关系,以及其潜在的分子机制,为 LGG 患者提供新的治疗选择和预后评估指标。
研究人员运用了多种技术方法。在数据获取上,从癌症基因组图谱(TCGA)和中国胶质瘤基因组图谱(CGGA)数据库收集 LGG 样本的基因表达、生存、临床病理信息及肿瘤突变负荷(TMB)等数据。通过生物信息学分析,如利用 R 语言相关软件包进行差异表达基因(DEGs)筛选、基因本体生物学过程(GO - BP)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析、基因集变异分析(GSVA)等,探究 TMEM71 的功能及相关信号通路。同时,采用体外实验,培养人 LGG 细胞系(SW1783、SW1088)和正常人星形胶质细胞(NHA),进行转染、Western blot 分析、定量实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT - PCR)、细胞计数试剂盒 - 8(CCK - 8)检测、集落形成实验、Transwell 侵袭实验和伤口愈合实验,验证 TMEM71 的功能及作用机制。
研究结果如下:
- TMEM71 在多种癌症中的表达分析:通过泛癌分析发现,TMEM71 在多种癌症中存在异常表达。在 LGG、胶质母细胞瘤(GBM)等多种肿瘤中表达显著升高,而在膀胱癌(BLCA)等 9 种癌症中表达降低。并且,TMEM71 的高表达与 LGG、肾上腺皮质癌(ACC)等多种癌症患者的总生存期(OS)呈负相关,在 LGG 患者中,高表达 TMEM71 的患者生存率更低。同时,在 LGG 和肉瘤(SARC)中,TMEM71 表达与 TMB 呈正相关;在多种癌症中,TMEM71 表达与免疫检查点基因(ICPGs)表达呈正相关1。
- TMEM71 与 LGG 临床病理特征的关系:根据 TMEM71 的中位表达水平,将 LGG 患者分为高、低表达亚组。分析发现,在 TCGA 和 CGGA 数据库中,较高的 TMEM71 表达均与高 WHO 分级、年龄较大、异柠檬酸脱氢酶(IDH)野生型状态、1p/19q 非编码状态以及 O6 - 甲基鸟嘌呤 - DNA 甲基转移酶(MGMT)启动子未甲基化状态显著相关2。
- TMEM71 对 LGG 患者预后的预测价值: Kaplan - Meier 分析显示,低 TMEM71 表达亚组的 LGG 患者 OS 优于高表达亚组。多变量和单变量 Cox 回归分析表明,TMEM71 表达、年龄、WHO 分级、IDH 状态、1p/19q 状态和 MGMT 状态均为 LGG 患者独立的预后生物标志物,这意味着 TMEM71 可作为判断 LGG 患者预后的重要指标34。
- TMEM71 在 LGG 中的功能注释:通过对 DEGs 的分析,发现 TMEM71 与免疫反应、细胞激活等过程密切相关。KEGG 通路分析显示,其相关基因在吞噬体、粘着斑等通路富集。GSVA 分析表明,高 TMEM71 亚型主要与细胞外基质 - 受体(ECM - 受体)、粘着斑、泛酸和辅酶 A 生物合成、抗原加工和呈递以及 JAK - STAT 信号通路相关,说明 TMEM71 参与调节 LGG 免疫微环境的多个关键信号通路5。
- TMEM71 表达与免疫特征的关联:研究发现,低 TMEM71 亚组的免疫相关特征低于高表达亚组。TMEM71 表达与 ESTIMATE 评分、免疫评分和基质评分呈正相关,与肿瘤纯度呈负相关。并且,TMEM71 表达与多种免疫细胞浸润相关,还与大多数 ICPGs 表达呈正相关,表明 TMEM71 与 LGG 的免疫环境密切相关6。
- TMEM71 与基因组变异的关系:分析发现,高 TMEM71 亚型中 IDH1 和 CIC 的突变频率低于低亚型,而 TP53 和 ATRX 的突变频率在两个亚型中相似。LGG 患者中,TMEM71 表达水平与 TMB 呈正相关,且 TMEM71 高表达且 TMB 高的患者 OS 更差,提示高表达 TMEM71 的 LGG 患者可能具有独特的免疫特征78。
- TMEM71 在 LGG 中的体外实验:体外实验表明,LGG 细胞系中 TMEM71 的表达明显高于 NHA 细胞系。敲低 TMEM71 可显著降低 LGG 细胞的迁移、增殖和侵袭能力。进一步研究发现,TMEM71 可激活 JAK2/STAT3/CEBPD 信号通路,抑制 TMEM71 表达会降低 CEBPD、p - JAK2 和 p - STAT3 的表达水平,而过表达 TMEM71 则产生相反效果,且 JAK2 和 STAT3 抑制剂 WP1066 可削弱 TMEM71 对该信号通路的激活作用910。
综上所述,该研究表明 TMEM71 是 LGG 可靠的预后生物标志物,与 LGG 细胞的增殖、迁移和侵袭密切相关,并参与 JAK2/STAT3/CEBPD 信号通路的激活。这一发现为 LGG 的预后评估和治疗提供了新的靶点和方向,有望推动 LGG 治疗领域的发展,为改善患者的预后带来新的希望。但研究也存在一定局限性,未来还需进一步开展体外和体内实验,深入验证 TMEM71 通过 JAK2/STAT3/CEBPD 信号通路驱动 LGG 恶性进展的具体分子机制 。