中性粒细胞胞外诱捕网相关基因 FPR1:骨肉瘤潜在的预后与治疗新靶点

《BMC Musculoskeletal Disorders》:The neutrophil extracellular trap-related gene FPR1 (formyl peptide receptor 1) as a potential prognostic and therapeutic target in osteosarcoma

【字体: 时间:2025年04月01日 来源:BMC Musculoskeletal Disorders 2.2

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  骨肉瘤(OS)预后差,其肿瘤免疫微环境(TIME)影响疾病进展。研究人员开展了中性粒细胞胞外诱捕网(NET)相关基因 FPR1 在 OS 中作用的研究。结果显示,FPR1 与肿瘤进展、预后和免疫浸润相关,或可作为 OS 预后和治疗的潜在靶点。

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  在医学研究的广阔领域中,骨肉瘤(Osteosarcoma,OS)一直是困扰医学界的难题。这是一种主要侵袭儿童和青少年的恶性骨肿瘤,即便采用了手术、化疗、靶向治疗、免疫治疗等多种手段,患者的预后情况依旧不容乐观,高复发率和高转移率让无数患者和家庭陷入困境。而且,OS 所处的肿瘤免疫微环境(Tumor Immune Microenvironment,TIME)具有免疫抑制的特点,其中的免疫细胞在肿瘤的发展过程中起着复杂的作用,这也为治疗增加了难度。中性粒细胞作为肿瘤微环境(Tumor Microenvironment,TME)中的重要免疫细胞,其释放的中性粒细胞胞外诱捕网(Neutrophil Extracellular Traps,NET)与肿瘤的发生、发展和转移密切相关。然而,NET 相关基因在 OS 中的具体作用,尤其是 FPR1(Formyl Peptide Receptor 1,甲酰肽受体 1)基因的功能,却鲜为人知。为了解开这些谜团,来自淄博市中心医院的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《BMC Musculoskeletal Disorders》上,为骨肉瘤的治疗和预后评估带来了新的希望。
研究人员在此次研究中,运用了多种关键技术方法。首先,从 TARGET 数据库和 GEO 数据库获取了大量的 OS 样本数据,这些数据成为后续分析的重要基础。接着,通过单变量 Cox 回归分析和最小绝对收缩和选择算子(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator,LASSO)算法构建了 NET 相关的预后模型。同时,利用单细胞 RNA 测序(Single-Cell RNA Sequencing,scRNA-seq)技术,在单细胞水平上探究 NET 相关模型在 OS 中的作用。此外,还采用了生存分析、多变量 Cox 回归分析等方法评估 FPR1 的预后价值,运用 CIBERSORT 算法分析 FPR1 与免疫细胞丰度的关系,并通过 CCK-8、Transwell 等实验研究 FPR1 在 OS 细胞系中的生物学作用。

下面来详细看看研究结果。

  1. 构建骨肉瘤 NET 相关特征模型:研究人员对 69 个 NET 相关基因进行单变量 Cox 回归分析,筛选出 17 个有预后潜力的基因,再经 LASSO 分析确定了 4 个最佳预后相关基因:TNFRSF10C(肿瘤坏死因子受体超家族成员 10c)、FPR1、BST1(骨髓基质细胞抗原 - 1)和 SELPLG(选择素 P 配体基因),构建出 NET 评分模型。生存分析表明,高 NET 评分的 OS 患者生存结局更差。ROC 分析显示,该模型在预测 OS 患者生存方面有一定准确性,多变量 Cox 回归分析也证实 NET 评分可作为 OS 患者生存的独立预测指标。
  2. NET 评分的预后价值:进一步分析发现,在不同年龄、性别和转移状态的亚组中,高 NET 评分的 OS 患者生存结局均较差。虽然在某些亚组中 NET 评分无明显差异,但在 GSE21257 队列中,转移的 OS 样本 NET 评分更高。这说明构建的 NET 相关预后模型能够有效预测 OS 患者的预后。
  3. 差异表达基因及功能通路分析:筛选高、低 NET 评分组的差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs),发现共有 640 个 DEGs。GO 和 KEGG 分析显示,这些基因富集在多种生物过程、分子功能和信号通路中,基因集变异分析(Gene Set Variation Analysis,GSVA)也表明多个信号通路与 NET 评分相关,这揭示了 NET 相关特征模型在 OS 中的潜在作用机制。
  4. scRNA - seq 分析 NET 评分:基于 scRNA - seq 数据,研究人员对细胞进行聚类分析,确定了 8 个主要细胞簇,并计算了每个细胞的 NET 评分。通过 GO 和 KEGG 富集分析,发现高、低 NET 评分组间差异表达的 782 个基因显著富集在众多生物学过程和信号通路中。伪时间分析还发现,随着伪时间增加,OS 细胞的 NET 评分呈上升趋势,这从单细胞层面揭示了 NET 评分在 OS 中的作用。
  5. 细胞通讯模式:利用 R 包 “iTALK” 分析 OS 细胞与 TME 中其他细胞的通讯模式,发现高 NET 评分组中,CD24、CXCL12 和 TIMP1 等细胞信号通路更活跃,这些通路与肿瘤进展和转移相关,表明细胞间通讯在高 NET 评分的 OS 患者肿瘤进展中起重要作用。
  6. NET 评分对肿瘤药物的预测价值:通过 R 包 “oncoPredict” 预测药物敏感性,发现 NET 评分与 SB505124_1194(一种选择性 TGFβR 抑制剂)和 BI.2536_1086(PLK 抑制剂)的 IC50 值显著负相关,提示高 NET 评分的患者可能对这两种药物更敏感。CTD 数据库分析还表明,TNFRSF10C、FPR1、BST1 和 SELPLG 可能是 OS 的潜在治疗靶点。
  7. FPR1 在骨肉瘤中的预后价值:研究发现,OS 组织中 FPR1 的表达水平明显低于正常对照。生存分析显示,高 FPR1 表达的 OS 患者生存结局更好,多变量 Cox 回归分析表明 FPR1 可作为 OS 患者生存的独立预测指标。基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)显示,高 FPR1 组在抗原加工和呈递、细胞凋亡等多条信号通路中显著富集。
  8. FPR1 对骨肉瘤免疫微环境的预测价值:CIBERSORT 软件分析表明,高、低 FPR1 组在 M0 巨噬细胞、M1 巨噬细胞等多种免疫细胞的比例上存在显著差异,高 FPR1 组的基质、免疫和 ESTIMATE 评分更高,说明 FPR1 与 OS 的免疫浸润相关。
  9. FPR1 过表达抑制骨肉瘤细胞的活力、迁移和侵袭:RT - qPCR 验证发现,OS 细胞系中 FPR1 表达水平较低,U2OS 细胞中最低。在 U2OS 细胞中过表达 FPR1 后,CCK - 8 和 Transwell 实验表明,细胞的活力、迁移和侵袭能力均受到显著抑制,说明 FPR1 在 OS 中具有肿瘤抑制作用。

综合研究结果和讨论部分,该研究证实了 NET 相关基因 FPR1 在体外能够抑制 OS 的进展,并且与 OS 的预后和免疫浸润密切相关。这意味着 FPR1 有望成为骨肉瘤预后评估和治疗的重要靶点,为骨肉瘤的临床治疗开辟新的方向。不过,FPR1 在 OS 中的具体作用机制尚未完全明确,仍需进一步深入研究,以便为骨肉瘤患者带来更有效的治疗方案,改善他们的生存状况。

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