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乳腺癌(BRCA)预后差,现有治疗手段有限。研究人员开展了脂肪酸代谢相关基因(FAMGs)与 BRCA 关系的研究。结果发现 80 个差异表达的 FAMGs,构建了预后模型,且 FAMGs 与免疫功能等相关。这为 BRCA 的诊疗提供新方向。
在癌症的 “战场” 上,乳腺癌(BRCA)是女性健康的一大劲敌。它是起源于乳腺细胞的恶性肿瘤,整体生存率不容乐观。术后化疗虽为常见治疗手段,但效果却不尽人意。近年来,脂质组学和代谢组学的研究让人们看到了脂肪酸代谢(FAM)在癌症发生发展中的重要作用,不过 FAM 影响乳腺癌治疗效果的具体机制依旧迷雾重重。为了揭开这层神秘面纱,来自山东中医药大学和东营市人民医院(山东省立医院集团东营医院)的研究人员展开了一场科研探索,相关成果发表在《Hereditas》上。
研究人员为深入了解 FAMGs 与 BRCA 的关系,运用了多种关键技术方法。他们从癌症基因组图谱(TCGA)和基因表达综合数据库(GEO)获取数据,其中 TCGA 包含 1,113 个 BRCA 样本和 113 个正常样本,GEO 的 GSE41119 数据集有 287 个 BRCA 病例。利用 R 语言中的多种包进行数据处理、差异表达分析、聚类分析、构建预后模型等,还通过基因本体(GO)分析、京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析和基因集富集分析(GSEA)探究基因功能和通路,运用孟德尔随机化分析确定因果关系。
研究结果如下:
- 差异表达的 FAMGs:研究发现了 80 个差异表达的 FAMGs(27 个上调,53 个下调)。蛋白质 - 蛋白质相互作用(PPI)研究确定了 ACADS、ACOX1 等为枢纽基因。ALDH9A1 突变率最高(11%),可能在肿瘤发生中意义重大。
- FAMGs 与临床病理特征的关联:通过分析,发现了 6 个由单核苷酸多态性(SNP)驱动的差异表达基因(DEGs),如 CDH1、GATA3 等,且许多 DEGs 受拷贝数变异(CNV)影响。部分基因表达与药物敏感性相关,如 CEL 与多种药物敏感性有关。
- 肿瘤分类:对 TCGA 队列的 1113 名 BRCA 患者进行聚类分析,当 k = 2 时效果最佳,且 Cluster 1 患者生存机会更大。
- 预后基因模型:经单因素和多因素 COX 分析,确定 CEL、WT1 和 ULBP2 为独立预后指标,并构建了基因签名。该模型能有效将患者分为高低风险组,列线图可预测患者生存概率。
- 功能富集分析和 GSEA 分析:GO 分析显示 FAMGs 涉及 ATP 酶活性、脂质运输等功能;KEGG 分析表明其主要参与产热、酒精性肝病等通路;GSEA 分析发现 FAMGs 主要影响免疫和恶性细胞相关通路,如 Wnt、p53 信号通路等。
- 免疫细胞、功能和 mRNA 化学修饰:在两个队列中研究发现,高风险组部分免疫细胞浸润率更高,不同风险组免疫检查点基因和 mRNA 化学修饰相关基因表达存在差异。
- 孟德尔随机化分析:研究证实了 FAMGs(CEL、WT1 和 ULBP2)与 BRCA 发病率的潜在因果关系,且结果可靠。
在讨论部分,研究人员指出,乳腺癌治疗面临诸多挑战,精准治疗受限于缺乏有效药物。此次研究发现的 FAMGs 与乳腺癌预后密切相关,KEGG 分析表明相关基因参与脂肪酸代谢等重要通路,GSEA 分析揭示 p53 信号通路受影响,意味着 FAMGs 可能通过影响 p53 信号通路参与肿瘤进展。同时,研究还发现 mRNA 化学修饰对 FAMGs 表达有影响,为乳腺癌治疗提供了新的潜在靶点。不过,该研究也存在局限性,如数据多样性不足、早期表达分析范围有限、TCGA 数据存在潜在偏倚等,未来还需更多研究加以完善。
总体而言,这项研究加深了人们对脂肪酸代谢与免疫系统关系的理解,为开发新型治疗药物和预测生物标志物提供了理论依据,对乳腺癌的诊疗发展具有重要意义,为后续研究指明了方向,有望推动乳腺癌精准医疗的进步。