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基于Anoikis相关基因表达谱的肝癌新分型及治疗靶点发现:NPY1R和HGF作为诊断标志物的突破性研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月14日 来源:Scientific Reports 3.8
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本研究针对肝癌高死亡率及治疗手段匮乏的临床困境,通过整合TCGA和GEO数据库的肝癌队列数据,首次基于Anoikis(失巢凋亡)相关基因(ARGs)将肝癌划分为C1(高表达BRMS1/PTK2/CASP8)和C2(高表达NTRK2/STAT3/SIK1/AKT1/EGFR)亚型。结合WGCNA网络分析和随机森林(RF)机器学习模型,鉴定出NPY1R和HGF作为新型诊断标志物,实验验证显示其在肝癌组织中显著高表达。该研究为肝癌精准分型及Anoikis靶向治疗提供了理论依据,发表于《Scientific Reports》。
肝癌作为全球第六大高发恶性肿瘤,其五年生存率长期徘徊在20%以下,手术切除仍是主要治疗手段。但临床面临两大困境:一是超过80%患者确诊时已失去手术机会,二是肝癌对放化疗普遍耐药。更棘手的是,肝癌包含肝细胞癌(HCC)和胆管细胞癌(CCA)两种异质性极强的亚型,传统"一刀切"的治疗模式收效甚微。在此背景下,中南大学湘雅三医院感染病科张潘团队独辟蹊径,将目光投向了一种特殊细胞死亡形式——失巢凋亡(Anoikis)。这种因细胞脱离细胞外基质触发的程序性死亡,被证实是阻止肿瘤转移的关键屏障,但狡猾的癌细胞却能巧妙逃逸这一机制。研究者大胆假设:能否通过解析肝癌细胞的Anoikis逃逸特征,开发新型分子分型系统并锁定精准治疗靶点?相关成果以《Gene expression profile of anoikis reveals new subtypes of liver cancer and discovery of therapeutic targets and biomarkers》为题发表于《Scientific Reports》。
研究团队采用多组学整合分析策略,关键技术包括:1)从TCGA和GEO数据库获取1,032例肝癌样本(含TCGA-LIHC、TCGA-CHOL、GSE113996和GSE174570队列)的转录组和临床数据;2)通过GeneCards筛选20个Anoikis相关基因(ARGs)进行突变负荷和差异表达分析;3)运用ConsensusClusterPlus算法基于ARGs表达谱进行分子分型;4)采用WGCNA构建共表达网络筛选特征基因模块;5)通过随机森林(RF)、支持向量机(SVM)等四种机器学习模型交叉验证标志物;6)使用qPCR和免疫组化在Hep3B肝癌细胞系及临床组织标本中进行实验验证。
研究结果部分揭示多项重要发现:
"肝癌发展与Anoikis密切相关":CTNNB1基因在肝癌中呈现高频突变,关键ARGs如SIK1和CEACAM6显著下调(P<0.01),而PTK2和TLE1异常高表达,且与SIK1存在负调控关系(r=-0.68)。
"肝癌与免疫的关联":虽然整体免疫细胞浸润无显著变化,但发现EGFR/BCL2L11与M2型巨噬细胞呈正相关(r>0.5),TLE1与活化NK细胞正相关却与M2巨噬细胞负相关,提示特定ARGs可能调控免疫微环境。
"基于ARGs的肝癌分型":Consensus聚类将肝癌划分为C1和C2亚型,C1特征性高表达BRMS1/PTK2/CASP8(FC>2),C2则富集NTRK2/STAT3/SIK1/AKT1/EGFR(FC>1.5),两亚型生存差异达8.3个月(P=0.017)。
"WGCNA筛选特征基因组":从TCGA数据鉴定出MEmagenta模块(含312基因),GEO数据锁定MEblue模块(287基因),亚型差异分析获得MEbrown模块(154基因),三模块交集得到35个核心基因。
"机器学习模型比较与标志物验证":RF模型表现最优(AUC=0.866),筛选出APLNR/EHD3/NGFR/NPY1R/HGF特征基因簇。实验证实NPY1R在肝癌细胞膜表达升高3.2倍(P<0.001),HGF在癌周基质表达增加2.8倍(P=0.003)。
讨论部分强调,该研究首次系统阐释了Anoikis逃逸在肝癌发生中的核心作用,创新性提出基于ARGs的分子分型体系:C1亚型可能对PTK2抑制剂敏感,而C2亚型或响应STAT3/AKT1靶向治疗。尤其重要的是,NPY1R作为G蛋白偶联受体,其过表达可能激活促生存信号通路;HET轴则与血管生成密切相关,二者联合检测可提高早期诊断率。局限性在于尚未开展动物模型验证和临床队列前瞻性研究,这将是团队下一步重点攻关方向。该研究为突破肝癌治疗瓶颈提供了全新视角,NPY1R/HGF双标志物检测试剂盒已申请发明专利,有望推动肝癌进入"分型而治"的精准医疗新时代。
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