TRPM4在胰腺癌中的表达：预后预测与免疫微环境调控的新视角

《Scientific Reports》：TRPM4 expression predicts prognosis and modulates the immune microenvironment in pancreatic adenocarcinoma

　　本研究针对胰腺导管腺癌（PAAD）预后差、治疗挑战大的问题，开展了TRPM4离子通道在PAAD中的作用机制研究。通过生物信息学分析和实验验证，发现TRPM4在PAAD中显著高表达，与不良预后相关，并通过调控免疫细胞浸润影响肿瘤微环境。该研究为PAAD提供了新的预后标志物和潜在治疗靶点。

　　

胰腺癌，特别是胰腺导管腺癌（PAAD），被称为"癌中之王"，其死亡率几乎与发病率相当，治疗难度极大。在中国，PAAD的发病率和死亡率甚至超过美国，位居所有癌症类型的第六位。随着人口老龄化、社会经济进步和西式生活方式的普及，PAAD的发病率预计在未来几年将继续上升，可能到2030年成为癌症相关死亡的第二大原因。当前PAAD治疗面临早期诊断困难、化疗耐药、易转移和预后差等多重挑战，迫切需要深入了解其分子生物学机制，探索新的治疗策略。

瞬态受体电位（TRP）通道家族在癌症发生发展中扮演重要角色，其中TRPM4（Transient Receptor Potential Melastatin 4）作为一种钙激活的非选择性阳离子通道，在胰腺β细胞胰岛素分泌和免疫细胞钙信号传导中发挥重要作用。尽管TRPM4在前列腺癌、乳腺癌、结直肠癌等多种癌症中已有研究，但其在PAAD中的具体功能和机制尚不清楚。哈尔滨医科大学附属第一医院的研究团队在《Scientific Reports》上发表的研究，首次系统探讨了TRPM4在PAAD中的表达特征、预后价值及其对肿瘤免疫微环境的调控作用。

研究人员采用多种关键技术方法开展本研究。他们利用TCGA（The Cancer Genome Atlas）和GTEx（Genotype-Tissue Expression）数据库进行生物信息学分析，通过TIMER2.0、GEPIA2、UALCAN等在线工具评估TRPM4在多种癌症中的表达模式。实验验证部分使用人PAAD细胞系PANC1和正常胰腺细胞系HPDEM，通过Western Blot和实时定量PCR（qRT-PCR）技术在蛋白和mRNA水平检测TRPM4表达。此外，研究还涉及生存分析、基因突变分析、蛋白质相互作用网络构建、基因富集分析以及免疫浸润分析等多个方面。

TRPM4在PAAD中的表达特征

研究结果显示，TRPM4在多种癌症组织中呈现异常表达模式。通过TIMER2.0数据库分析发现，TRPM4 mRNA在膀胱癌（BLCA）、乳腺癌（BRCA）、胆管癌（CHOL）、结肠癌（COAD）等14种癌症中表达显著差异。

进一步通过GEPIA2数据库分析发现，与正常组织相比，TRPM4在弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBL）、PAAD、前列腺癌（PRAD）和胸腺瘤（THYM）中表达显著上调。特别在消化系统肿瘤中，TRPM4在PAAD中的mRNA表达上调尤为明显。

在蛋白水平上，通过UALCAN数据库和人类蛋白质图谱（HPA）的免疫组化分析证实，TRPM4在PAAD组织中的蛋白表达显著高于正常胰腺组织。

细胞实验进一步验证了这一发现：Western Blot和qRT-PCR结果显示，PAAD细胞系PANC1中TRPM4的蛋白和mRNA表达水平均显著高于正常胰腺细胞。此外，研究还发现TRPM4表达与PAAD病理分期显著相关，提示其可能参与肿瘤进展。

TRPM4表达与PAAD预后的关系

生存分析显示，TRPM4高表达与PAAD患者不良预后密切相关。通过Kaplan-Meier Plotter数据库分析发现，TRPM4高表达患者的总体生存期（OS）和无复发生存期（RFS）均显著缩短。

GEPIA2数据库的生存分析进一步证实，TRPM4 mRNA高表达预示着更差的疾病无进展生存期（DFS）。这些结果一致表明TRPM4可作为PAAD不良预后的生物标志物。

TRPM4在PAAD中的遗传学特征

基因突变分析揭示了TRPM4在PAAD中的独特遗传学特征。通过cBioPortal数据库分析发现，TRPM4在PAAD中的突变频率高达10.51%，位居所有癌症类型的第四位，其中"基因扩增"是最主要的变异形式。

DNA甲基化分析显示，TRPM4的DNA甲基化水平与其mRNA表达呈负相关，但高、低甲基化组间的生存期无显著差异。这些发现表明表观遗传调控可能参与TRPM4表达的调节。

TRPM4的相互作用网络与分子机制

为深入探讨TRPM4的作用机制，研究人员构建了蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络。STRING数据库分析识别出20个与TRPM4相互作用的蛋白，其中钙释放激活钙通道蛋白3（ORAI3）和上皮钠通道δ亚基（SCNN1D）与TRPM4呈显著正相关，而钠电压门控通道β亚基3（SCN3B）、钙释放激活钙通道蛋白2（ORAI2）等与TRPM4呈负相关。

通过LinkedOmics数据库分析，在PAAD患者中共发现5456个基因与TRPM4呈正相关，3791个基因呈负相关。交叉分析进一步确定SCN3B是TRPM4相互作用蛋白和共表达基因的共同成员，且与TRPM4表达显著负相关。

差异表达基因（DEG）分析显示，TRPM4高、低表达组间存在942个差异表达基因。GO/KEGG富集分析表明，这些基因主要富集在抗原结合、门控通道活性、激素活性等分子功能，以及适应性免疫应答、膜电位调节、化学突触传递等生物过程。

KEGG通路分析显示，这些基因显著富集于神经活性配体-受体相互作用、胰腺分泌、脂肪消化吸收等信号通路。这些结果提示TRPM4可能通过调节免疫应答、神经信号传导和细胞电生理特性参与PAAD进展。

TRPM4与免疫浸润的关联

肿瘤免疫浸润与癌症的发生发展密切相关。TIMER2.0数据库分析显示，TRPM4 mRNA表达与巨噬细胞和树突状细胞的浸润水平呈显著负相关。

进一步通过TISIDB数据库分析发现，TRPM4与Th17细胞、CD56^dim细胞、Tem CD4细胞和肥大细胞等多种免疫细胞浸润显著相关。GSCA数据库分析表明，TRPM4的GSVA（Gene Set Variation Analysis）富集分数与Th17细胞呈正相关，与诱导性调节性T细胞（iTreg）呈负相关。这些发现提示TRPM4在调节PAAD免疫微环境中发挥重要作用。

本研究首次全面系统地探讨了TRPM4在PAAD中的表达特征、预后价值及作用机制。研究结果表明，TRPM4在PAAD组织和细胞中显著高表达，且与患者不良预后密切相关。TRPM4可能通过与其他离子通道（如电压门控钠通道和钙释放激活钙通道）相互作用，共同调节PAAD细胞的生理特性。此外，TRPM4表达与多种免疫细胞浸润相关，特别是在Th17细胞和iTreg细胞中表现显著，提示其在肿瘤免疫微环境调控中扮演关键角色。

这些发现不仅为PAAD提供了新的预后生物标志物，也为开发针对TRPM4的靶向治疗策略奠定了理论基础。尽管本研究存在一定的局限性，如尚未通过功能实验直接验证TRPM4的致癌机制，但为后续深入研究指明了方向。未来通过体内外实验进一步阐明TRPM4在PAAD进展中的具体作用机制，将为临床治疗提供更坚实的科学依据。