胃癌淋巴结转移关键分子与机制新探：CDRT15P1 等基因成潜在 “密码”

为探究胃癌淋巴结转移关键分子及调控机制，研究人员利用多数据集分析差异基因与关键基因，涉及 GSEA 分析等多种方法。结果发现 CDRT15P1 等基因及相关信号通路与转移密切相关，构建的列线图预测模型效率高。该研究为胃癌诊疗提供新方向。

　　在癌症的世界里，胃癌如同一个隐匿的 “杀手”，威胁着人们的健康。而胃癌发生淋巴结转移，更是让病情雪上加霜。据研究，早期胃癌患者发生淋巴结转移的概率为 18.36%，癌细胞在淋巴结内的扩散与原发癌的发展和转移紧密相连。这意味着一旦淋巴结受到影响，癌症转移的风险就会大大增加。然而，目前对于胃癌淋巴结转移的具体机制，科学家们还没有完全弄清楚。虽然知道很多基因的上调和下调与淋巴结转移有关，但能用于诊断淋巴结转移的分子标记却少之又少，一些大规模测序也未能成功找出肿瘤转移的驱动突变 。所以，探寻与胃癌淋巴结转移相关的基因组，深入了解其分子机制，成为了医学领域亟待解决的重要问题。

在这样的背景下，兰州大学第二临床医学院和兰州大学第二医院普通外科的研究人员勇敢地迎接挑战，开展了一项意义重大的研究。他们试图通过多数据集和孟德尔随机化（MR）方法，深入挖掘胃癌淋巴结转移的关键分子和调控机制，为预测胃癌淋巴结转移提供坚实的理论基础。这项研究成果发表在《Discover Oncology》杂志上，引起了广泛关注。

为了完成这项研究，研究人员运用了多种关键技术方法。他们从 TCGA 数据库下载胃癌 mRNA 表达数据，从 GEO 公共数据库获取单细胞数据文件，同时从 eQTLGen 联盟数据库等提取所需数据。通过差异分析、孟德尔随机化分析、富集分析、转录因子调控网络分析、免疫浸润分析、药物敏感性分析、列线图模型构建以及单细胞分析等一系列复杂而严谨的操作，逐步揭开胃癌淋巴结转移的神秘面纱。

下面来看看具体的研究结果：

1. 差异基因分析和差异基因通路分析：研究人员将胃癌患者分为淋巴结转移组和非转移组，利用 Limma 软件包分析两组之间的差异基因表达（p 值 < 0.01）。结果发现了 1054 个差异表达基因，其中 317 个上调，737 个下调。对这些差异基因进行 GO 分析和 KEGG 富集分析后发现，它们主要富集在顶体囊泡形成、神经营养因子 TRK 受体信号通路调节、组蛋白 mRNA 分解代谢过程等多个生物学过程。排除一些通路后，与胃癌淋巴结转移相关的差异表达基因主要集中在 Wnt 信号通路、癌症相关通路、神经营养因子 TRK 受体信号通路调节等。其中，TRK 信号通路调节细胞增殖，Wnt 信号通路的激活会影响肿瘤的发生和发展，丝氨酸 / 苏氨酸蛋白激酶相关信号通路，如 MAPK 和 PI3K/AKT 信号通路，与胃癌的转移密切相关 。
2. MR 分析 Cis-eQTLs：研究人员从与胃癌相关的 476,116 个样本的汇总统计数据中获取结果 ID，进行 MR 分析。通过 IVW 方法筛选出 8 个基因，分别是 CDRT15P1、DENND3、F2R、FNDC3B、IRAK3、MS4A2、PDK4 和 PKIA。其中，DENND3、F2R、FNDC3B 和 IRAK3 可能与胃癌风险增加有关，而 CDRT15P1、MS4A2、PDK4 和 PKIA 可能与胃癌风险降低有关。随后的敏感性分析表明，所确定的因果关系对稳定可靠。
3. 关键基因的 GO 富集分析：对关键基因进行 GO 富集分析发现，这些基因主要富集在与 cAMP 依赖性蛋白激酶抑制剂活性等相关的通路中。免疫和信号转导通路与淋巴结转移密切相关，PKIA、F2R 和 MS4A2 等基因参与了免疫相关和信号转导相关通路的富集，与淋巴结转移的关系更为密切。通过构建蛋白质相互作用网络和分析，发现 F2R 具有较高的生物学意义。
4. 关键基因的 GSEA 分析：GSEA 分析结果显示，不同的关键基因在不同的信号通路中存在显著富集。例如，CDRT15P1 在长寿调节通路、甲状腺激素信号通路等中富集；DENND3 在 NF-κB 信号通路、造血细胞谱系等中富集；F2R 在磷脂酶 D 信号通路、apelin 信号通路等中富集。这表明不同关键基因通过影响不同的信号通路，在胃癌淋巴结转移过程中发挥着各自的作用。
5. 关键基因的 GSVA 分析：GSVA 分析发现，多个关键基因，如 CDRT15P1、DENND3、F2R 等，在 UV_RESPONSE_DN、IL6_JAK_STAT3_SIGNALING 等信号通路中存在显著富集。这意味着这些关键基因可能通过紫外线辐射、IL-6 等因素诱导的表达改变，调节相关信号通路，进而影响胃癌淋巴结转移。
6. 关键基因转录因子富集分析和 miRNA - mRNA 调控网络构建：研究发现关键基因受到多种转录因子的调控，一些关键基因在相同的基本序列中富集。通过对关键基因进行反向预测，确定了 84 个 miRNA 和 316 个 mRNA - miRNA 相互作用对，并构建了调控网络。这进一步揭示了关键基因在转录和转录后水平的调控机制，为深入理解胃癌淋巴结转移的分子机制提供了新的视角。
7. 关键基因的免疫浸润分析：研究对关键基因进行免疫浸润分析，发现转移组的静息肥大细胞水平明显高于非转移组，而 M0 巨噬细胞水平则明显降低。关键基因与不同免疫细胞类型之间存在显著的相关性，如 CDRT15P1 与 M2 巨噬细胞和静息肥大细胞呈负相关，DENND3 与幼稚 B 细胞、记忆 B 细胞等呈正相关，与活化 NK 细胞和 M0 巨噬细胞呈负相关。这些结果表明关键基因在调节免疫细胞浸润和塑造免疫微环境方面发挥着重要作用，而免疫微环境的改变与胃癌淋巴结转移密切相关。
8. 关键基因的药物敏感性分析：研究发现关键基因与多种化疗药物的敏感性存在显著相关性。例如，CDRT15P1 与比卡鲁胺的敏感性显著相关，DENND3 与 BIBW2992 和 BI-D1870 等药物的敏感性显著相关。这为根据患者的基因特征选择更有效的化疗药物提供了理论依据，有望实现个性化的癌症治疗。
9. 列线图模型构建：研究人员基于与胃癌淋巴结转移相关的关键基因和胃癌 TNM 分期等临床指标，构建了列线图预测模型。通过单因素和多因素 Cox 分析，确定了对生存时间有显著影响的变量。该模型在预测患者生存结局方面表现出较高的准确性和临床实用性，不同生存结局（如总生存期 OS、疾病特异性生存期 DSS 和无进展生存期 PFI）的模型均显示出良好的预测效果。这为临床医生评估患者的预后和制定治疗方案提供了有力的工具。
10. 关键基因在单细胞水平的表达谱分析：对单细胞数据进行分析，研究人员鉴定出 11 个细胞亚群和 10 种细胞类型。对关键基因在不同细胞类型中的表达水平进行分析发现，不同关键基因在不同细胞类型中具有特异性表达。例如，DENND3 在中性粒细胞中表达最高，FNDC3B 主要在成纤维细胞和巨噬细胞中高表达。通过对免疫代谢相关通路基因表达的定量评估，发现关键基因在血管生成、tnfa_signaling_via_nfkb 等通路中具有较高活性。这从单细胞水平揭示了关键基因在胃癌淋巴结转移过程中的作用机制，为进一步研究提供了更精细的视角。

综合研究结果和讨论部分，这项研究意义非凡。研究人员通过多数据集分析和 MR 方法，筛选出 CDRT15P1、DENND3、F2R、FNDC3B、IRAK3、MS4A2、PDK4 和 PKIA 等可能是影响胃癌淋巴结转移的关键基因，其中 F2R 可能具有更高的生物学重要性。这些关键基因通过参与多种信号通路、受到多种转录因子调控、影响免疫细胞浸润和药物敏感性等多种方式，在胃癌淋巴结转移过程中发挥着关键作用。研究构建的列线图预测模型能够有效预测患者的生存结局，为临床治疗提供了重要参考。虽然研究存在一定局限性，如未对关键基因的功能进行实验验证，但为后续研究奠定了坚实的理论基础。这些关键基因有望成为胃癌淋巴结转移的重要生物标志物和治疗靶点，为胃癌的精准治疗开辟新的道路，让我们在对抗胃癌的征程中又迈出了坚实的一步。