揭示NUF2在胶质母细胞瘤中的新功能及基于MRI表达的机器学习预测模型

本研究针对胶质母细胞瘤(GBM)治疗困境，通过分子生物学与人工智能交叉研究，首次阐明NUF2通过β-catenin/MMP9通路驱动肿瘤进展的机制，并开发出AUC达0.897的MRI放射基因组预测模型，为GBM精准诊疗提供新型生物标志物和非侵入性评估工具。

　　

胶质母细胞瘤(GBM)作为中枢神经系统最具侵袭性的恶性肿瘤，其五年生存率不足10%，堪称神经肿瘤领域的"头号杀手"。尽管手术联合放化疗等综合治疗手段不断进步，但肿瘤细胞的浸润性生长和耐药性复发仍是临床面临的重大挑战。近年来研究发现，细胞周期调控蛋白NUF2在多种癌症中呈现致癌特性，但其在GBM中的具体作用机制仍如"雾里看花"。更棘手的是，传统活检手段难以动态监测NUF2表达水平，而手术获取的组织样本又存在时空异质性局限。这些科学难题如同"达摩克利斯之剑"，严重制约着GBM精准诊疗的发展。

为破解这些难题，Rong-de Zhong等研究团队在《Scientific Reports》发表了一项创新性研究。研究人员采用多组学整合分析策略，通过免疫印迹、细胞功能实验和生物信息学分析揭示NUF2的分子机制，同时利用来自TCIA数据库的61例患者MRI数据，开发基于LASSO回归和随机森林算法的放射基因组模型。关键技术包括：建立NUF2敲除的U87/U251细胞模型进行功能验证；采用CIBERSORT算法分析免疫浸润特征；从T1CE序列提取1037个放射组学特征；通过单细胞RNA测序解析细胞亚群分布。

研究结果部分：

"Elevated expression of NUF2 correlated with unfavorable prognosis in GBM patients"显示，NUF2在GBM组织和细胞中显著高表达，与PI3K、ERK等不良预后标志物正相关，患者生存期缩短达统计学意义(p<0.01)。

"NUF2 enrichment analysis, immune infiltration analysis, and cell subtype distribution"通过GSEA分析发现NUF2富集于DNA复制等通路，单细胞测序显示其在星形胶质细胞亚群高表达，与γδT细胞等免疫浸润显著相关。

"NUF2 knockdown inhibits proliferation, colony formation,and cellcycle progression in GBM cells"证实敲除NUF2可使细胞周期阻滞于G0/G1期(p<0.01)，克隆形成能力下降50%以上。

"Silencing NUF2 effectively inhibits the migration and invasion of GBM cells"通过划痕和Transwell实验显示，NUF2敲除使细胞迁移侵袭能力降低2-3倍(p<0.001)。

"NUF2 is involved in GBM progression by regulating theβ-catenin/MMP pathway"阐明分子机制：NUF2通过稳定β-catenin促进MMP9表达，LiCl处理可逆转该效应，且NUF2低表达增强TMZ敏感性。

"Prediction of NUF2 expression by MRI-based machine learning model"开发的放射基因组模型使用6个优化特征，AUC达0.897，其中RF2和RF5成为独立预后因子。

这项研究首次系统揭示了NUF2通过β-catenin/MMP9轴促进GBM进展的分子机制，突破性地建立了非侵入性预测模型。其创新性体现在三方面：理论层面阐明NUF2在GBM中的双重作用机制；技术层面实现放射组学与基因组学的跨学科融合；临床层面为无法活检的患者提供评估工具。特别是模型特征与MGMT甲基化、1p/19q共缺失的关联发现，为GBM分子分型提供了新思路。尽管存在样本量有限等局限，但研究开创的"影像-基因"关联分析范式，为神经肿瘤精准医疗开辟了新途径。