睡眠不足与胶质母细胞瘤风险的因果关联:多组学分析带来的新认知

【字体: 时间:2025年04月25日 来源:Journal of Molecular Neuroscience 2.8

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  睡眠与癌症的关系备受关注,然而睡眠剥夺与胶质母细胞瘤(GBM)的遗传关联尚不明确。研究人员利用多组学数据,开展睡眠与 GBM 因果关系的研究。结果发现睡眠时长减少会增加 GBM 风险,这为 GBM 患者的睡眠管理提供了重要依据。

  在神经肿瘤学领域,胶质母细胞瘤(Glioblastoma,GBM)是一种极具挑战性的恶性肿瘤,它进展迅速,病理生理机制复杂。一直以来,探索 GBM 的病因是众多科研人员努力的方向,其发病与遗传、环境和生物等多种因素相关。传统流行病学研究虽揭示了一些 GBM 的风险因素,但在明确疾病的直接因果途径上存在局限。
与此同时,睡眠这一重要的生理过程,在肿瘤学研究中的地位日益凸显。越来越多的研究聚焦于睡眠剥夺与癌症风险增加之间的联系,GBM 也不例外。然而,睡眠时长与 GBM 发病率之间的具体因果关系尚未得到深入研究。传统的观察性研究难以确定两者的因果关系,因为存在混杂因素和反向因果关系的干扰。例如,生活方式、合并症等因素既影响睡眠模式,又与 GBM 风险相关,使得研究结果的解读变得复杂。

为了解开这些谜团,新疆医科大学第一附属医院的研究人员 Runze Du、Mulade Maierdan 等人开展了一项极具意义的研究,该研究成果发表在《Journal of Molecular Neuroscience》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先,从 IEU Open GWAS 数据库获取 “睡眠时长” 和 “失眠” 相关数据,涉及英国生物银行(UK Biobank)的欧洲队列;从 FinnGen R12 数据库获取 GBM 的 GWAS 数据集。同时,利用 GWAS Catalog 中 GCST0001391 - GCST0002121 的免疫性状数据。接着,运用两样本孟德尔随机化分析(Two - sample Mendelian Randomization Analysis),通过严格筛选单核苷酸多态性(SNP),使用多种方法探究睡眠特征与 GBM 之间的因果关系。此外,进行贝叶斯加权孟德尔随机化分析(Bayesian Weighted Mendelian Randomization Analysis)进一步验证结果。还利用单细胞核 RNA 测序分析(Single - Nucleus RNA Sequencing Analysis)研究睡眠剥夺小鼠和正常睡眠小鼠脑组织的细胞亚群变化,并建立小鼠睡眠剥夺模型进行转录组分析。

在研究结果部分:

  • 孟德尔随机化分析睡眠时长和失眠对 GBM 的影响:通过严格筛选 SNP,确定了 3 个独立 SNP 作为评估睡眠时长与 GBM 因果关系的工具变量。MR 分析结果显示,睡眠时长与 GBM 风险呈显著负相关(IVW OR=6.000×10-5P=0.003 ,Bonferroni P=0.025);失眠是 GBM 的显著正向风险因素(OR-IVW=20.221 ,P=0.038)。BWMR 进一步证实了这些结果,且未发现异质性和水平多效性。
  • GBM 对睡眠时长的反向孟德尔随机化分析:在反向 MR 分析中,以较宽松的阈值确定 8 个 SNP 进行分析,未发现 GBM 与睡眠时长或失眠之间存在显著因果关系。
  • 免疫表型与 GBM 因果效应的探索:对 731 种免疫细胞类型进行两样本 MR 分析,确定了 24 种免疫表型是 GBM 的潜在因果因素。如 DP(CD4+ CD8+)白细胞表型与 GBM 风险增加相关,而 CD38 在 PB/PC 细胞上的表达是 GBM 的显著保护因素。
  • 睡眠时长对影响 GBM 的免疫表型的因果效应:以睡眠时长为暴露变量进行 MR 分析,发现睡眠时长显著影响 CD20 在 CD20- CD38-细胞、粒细胞 AC 以及浆细胞样树突状细胞(pDCs)上的 CD80 表达。
  • 免疫表型在睡眠时长 - GBM 因果途径中的中介作用:中介分析表明,只有 pDCs 上的 CD80 是睡眠时长影响 GBM 途径中的潜在中介。睡眠时长对 GBM 的总效应为 - 15.764,对中介(pDCs 上的 CD80)的效应为 1.535,中介对 GBM 的效应为 - 0.169,中介比例为 1.642%。
  • 睡眠剥夺导致的转录组改变和 GBM 信号增强:对比睡眠剥夺小鼠和对照小鼠,发现 938 个差异表达基因,主要参与核糖体功能相关途径。睡眠剥夺小鼠脑组织中与 GBM 相关的分子如 Egfr、Tert 和 Mgmt 表达上调,GBM 相关信号通路显著上调。
  • 睡眠剥夺和自由睡眠小鼠单细胞核转录组谱的比较:snRNA - seq 分析显示,睡眠剥夺小鼠的细胞类型比例发生显著改变,CD80+ pDCs 比例明显降低,同时激活了一些信号通路,提示睡眠剥夺可能诱导促肿瘤环境。
  • 睡眠剥夺小鼠中 pDCs 中 CD80 表达降低和 EGFR 表达上调:分析单细胞 RNA 测序数据发现,睡眠剥夺小鼠 pDCs 中 CD80 表达显著降低,而 EGFR 表达增加。

在研究结论和讨论部分,该研究明确了睡眠时长与 GBM 之间存在显著的遗传关联,pDCs 上的 CD80 表达是关键的中介因素。这一发现为理解睡眠在 GBM 发病机制中的作用提供了新视角,强调了睡眠管理在 GBM 预防和治疗中的重要性。然而,研究也存在局限性,如缺乏实验或临床研究的验证,睡眠特征差异对研究结果普遍性和解释的影响等。未来还需要更多纵向和前瞻性临床研究来进一步证实睡眠时长与 GBM 的遗传关联及其在 GBM 风险和进展中的实际意义。总体而言,这项研究为 GBM 的研究和治疗开辟了新方向,为后续深入探究睡眠与 GBM 的关系奠定了重要基础。

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