微生物代谢标志物在激素敏感性癌症中的调控作用：一项计算机模拟研究

推荐：本研究针对激素敏感性癌症(HSCs)中微生物代谢物(MMs)的调控机制展开深入探索。通过计算机模拟分析，研究人员鉴定出H2O2、ATP、ADP、GDP和GTP等关键代谢标志物，揭示了其在嘌呤代谢、甘氨酸-丝氨酸-苏氨酸代谢等通路中的重要作用，为HSCs的早期诊断和靶向治疗提供了新思路。

　　

激素敏感性癌症(HSCs)包括乳腺癌(BC)、前列腺癌(PC)、卵巢癌(OC)和子宫内膜癌(EC)等，已成为全球公共卫生的重大挑战。尽管针对激素受体的靶向治疗取得一定进展，但癌症耐药性和不断上升的发病率仍是亟待解决的难题。近年来，人类微生物组与癌症的关联研究为理解肿瘤发生发展提供了新视角，但微生物代谢物(MMs)在HSCs中的具体调控机制仍不清楚。

印度Vellore理工学院(Vellore Institute of Technology, VIT)生物技术系的研究人员通过计算机模拟方法，系统研究了MMs在HSCs中的调控作用。研究发现H₂O₂、ATP、ADP、GDP和GTP等代谢物通过嘌呤代谢、甘氨酸-丝氨酸-苏氨酸代谢等通路显著影响癌症进展，相关成果发表在《Journal of Genetic Engineering and Biotechnology》上。

研究采用多组学整合分析策略，主要包括：1)从MiMe DB和HMDB数据库获取微生物代谢物数据；2)通过Open Targets平台筛选HSCs标志基因；3)利用MetaboAnalyst 6.0构建基因-代谢物互作网络；4)应用Cytoscape进行网络可视化和枢纽基因识别；5)通过UALCAN进行基因表达和相关性分析。

研究结果部分：

3.1 MM与癌症标志物获取：从数据库获得3784种MMs和四种HSCs的特异性标志基因。

3.2 基因-代谢物网络构建：建立了包含6799个节点的全局网络，以及四种癌症的特异性互作网络。

3.3 通路富集分析：鉴定出嘌呤代谢、甘氨酸-丝氨酸-苏氨酸代谢等关键通路在癌症和微生物网络中共同富集。

3.4 枢纽基因与簇分析：发现TP53、AR、ESR1等基因在四种癌症中均发挥核心调控作用。

3.5 第一节点簇通路富集：验证了枢纽基因相关代谢物在癌症通路中的富集程度。

3.6 相关性分析：证实枢纽基因与大量其他基因存在显著共表达关系。

3.7 相关基因功能富集：发现相关基因在药物反应、催化活性调节等方面与微生物通路重叠。

3.8 表达分析：显示枢纽基因在癌症组织中普遍存在表达异常。

3.9 代谢物比较与微生物关联：确定五种核心代谢标志物及其相关微生物群落。

讨论部分深入阐释了微生物代谢物通过多种机制影响HSCs的分子基础。研究发现拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)等微生物通过产生特定代谢物显著影响癌症通路。这些代谢物不仅参与能量代谢，还通过表观遗传调控影响肿瘤微环境。特别值得注意的是，研究鉴定的五种核心代谢标志物在四种HSCs中均发挥重要作用，且已有成熟的检测方法，具备临床转化潜力。

该研究的创新性在于首次系统揭示了微生物代谢网络与HSCs通路的交叉调控机制，为开发基于微生物组的诊断标志物和靶向治疗策略提供了理论依据。尽管存在数据库覆盖不全等局限性，但这项计算机模拟研究为后续实验验证指明了方向，对推动个性化癌症诊疗具有重要意义。