基于雌二醇调控的miRNA和mRNA共表达网络，鉴定子宫内膜样子宫内膜癌的预后生物标志物

《Clinics》：Identification of prognostic biomarkers for endometrioid endometrial carcinoma based on the miRNA and mRNA co‐expression network regulated by estradiol

　　子宫内膜癌雌激素调控的miRNA-mRNA网络及预后标志物研究。通过TCGA数据库和单细胞转录组分析，发现雌激素通过调控miR-142-5p靶向SACS和miR-30a-5p靶向GPR157影响癌变进程。Kaplan-Meier分析显示SACS低表达和GPR157高表达与患者预后显著相关（p<0.05）。构建的预后模型C-index达0.84，验证了miR-142-5p/SACS和miR-30a-5p/GPR157轴的诊预后价值。

　　本研究聚焦于子宫内膜癌的一种主要亚型——子宫内膜样子宫内膜癌（Endometrioid Endometrial Carcinoma, EEC）的发病机制及临床预后，旨在揭示雌激素调控下可能的生物标志物，并探索其在疾病诊断与治疗中的潜在价值。EEC是子宫内膜癌中最常见的组织类型，占新诊断病例的80%，且其发病与雌激素水平密切相关。尽管近年来在EEC的治疗和诊断方面取得了进展，但该疾病的晚期阶段仍难以有效控制，其5年生存率仅在10%至29%之间，这使得寻找更有效的生物标志物成为当前研究的重点。

研究采用了一种多层面的方法来分析EEC的基因表达特征。首先，研究人员从癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas, TCGA）数据库中获取了EEC的RNA表达数据，样本数量为408例。此外，他们还对子宫内膜癌细胞系Ishikawa进行了实验性处理，分别使用250 nM和50 nM的雌激素进行培养，并进行了RNA测序，以观察雌激素对基因表达的影响。实验组和对照组均设为3个样本，以确保数据的可靠性与重复性。通过这些数据，研究人员能够识别出在EEC中表达显著变化的miRNA（差异表达miRNA，DEMs）和mRNA（差异表达mRNA，DEGs），并进一步分析这些基因在疾病进展和预后中的作用。

在研究过程中，研究人员利用TargetScan数据库预测了与预后相关的DEMs的目标基因，并结合功能富集分析和拓扑分析，探讨了这些基因在细胞内的重要生物学功能。功能富集分析显示，这些基因主要参与癌症相关的通路，包括PI3K-Akt信号传导、细胞粘附以及cAMP信号传导等。这些通路在细胞增殖、迁移和分化等关键生理过程中发挥重要作用，因此，它们的异常可能与EEC的发生发展密切相关。

为了评估这些基因在预后中的价值，研究人员使用了Kaplan-Meier分析和log-rank检验，对特定基因的表达水平与患者生存时间之间的关系进行了系统研究。分析结果表明，某些miRNA的表达水平与患者的预后存在显著相关性。例如，miR-1277–3p的高表达可能预示着较差的预后，而miR-142–5p、miR-455–5p和miR-30a-5p的表达则可能有助于改善患者的生存率。这些miRNA的表达变化不仅在实验细胞系中被观察到，也在外部数据集中得到了验证，进一步支持了其在EEC预后评估中的重要性。

此外，研究人员还构建了miRNA与mRNA之间的相互作用网络，并结合蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）分析，揭示了这些基因在细胞内的复杂调控关系。例如，miR-142–5p的靶基因SACS和miR-30a-5p的靶基因GPR157被发现与EEC的预后密切相关。SACS编码的蛋白在内质网功能和轴突运输中起着关键作用，而GPR157作为一种G蛋白偶联受体，在肿瘤生物学中显示出新的研究意义。进一步的单细胞转录组分析显示，SACS主要在间质成纤维细胞中表达，而在EEC中其表达水平显著降低；相比之下，GPR157则在上皮细胞和淋巴细胞中表达增加，这一变化可能反映了EEC中细胞群体的演变趋势。

研究还发现，雌激素的浓度对miRNA和mRNA的表达具有显著影响。在Ishikawa细胞中，无论使用250 nM还是50 nM的雌激素处理，miR-142–5p和miR-30a-5p的表达趋势均保持一致，表明这两种miRNA对雌激素刺激具有高度敏感性。这种稳定性使得它们在临床应用中具有更高的可信度。与此同时，SACS和GPR157的表达变化在不同的雌激素浓度下也呈现出一致性，进一步支持了它们作为潜在生物标志物的价值。

在构建生物标志物模型时，研究人员采用了多种统计分析方法，包括多变量Cox回归分析和LASSO回归分析。通过这些方法，他们不仅筛选出了与EEC预后相关的miRNA和mRNA，还建立了相应的风险评分模型。这些模型能够较为准确地预测患者的生存状况，并为个体化治疗提供了理论依据。例如，通过构建的列线图（nomogram），研究人员可以直观地评估患者的风险水平，并为临床医生提供个性化的预后判断工具。

单细胞转录组分析的引入，使得研究人员能够更细致地探讨EEC中不同细胞类型的基因表达特征。通过对SRP349751数据集的分析，研究人员识别出了五种正常子宫内膜组织和五种EEC组织中的细胞群体，并绘制了这些细胞类型的表达热图。结果显示，EEC组织中上皮细胞的比例显著增加，而间质成纤维细胞的比例则大幅下降。这种细胞组成的变化可能与EEC的病理特征有关，并进一步影响了SACS和GPR157的表达水平。在特定细胞类型中，如间质成纤维细胞和上皮细胞，SACS和GPR157的表达水平发生了显著变化，这可能意味着这些基因在不同细胞类型中的功能差异，以及它们在疾病发展中的重要作用。

在讨论部分，研究人员强调了miRNA在肿瘤生物学中的重要性。miRNA不仅能够调控mRNA的翻译和稳定性，还可能通过其靶基因网络参与多种细胞活动，如细胞增殖、凋亡和分化。因此，miRNA的异常表达可能成为疾病诊断和预后评估的重要依据。在EEC中，miR-142–5p和miR-30a-5p的表达变化与细胞迁移和侵袭能力密切相关，它们可能通过抑制上皮-间质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT）相关蛋白的表达，从而减少肿瘤的转移风险并改善患者预后。

然而，尽管本研究在理论层面提供了重要的发现，但miRNA-mRNA网络的复杂性仍然需要进一步的实验验证。研究人员指出，基于生物信息学的分析方法虽然能够揭示潜在的调控关系，但实际的临床应用仍需通过更多的实验研究来确认。因此，未来的研究方向应包括对这些生物标志物在不同人群中的适用性进行验证，并探索其在个性化治疗中的潜在价值。

综上所述，本研究通过整合生物信息学分析和实验验证，揭示了EEC中与预后相关的miRNA和mRNA的调控机制，并提出了SACS和GPR157作为潜在的生物标志物。这些发现不仅有助于理解EEC的发病机制，还可能为疾病的早期诊断和个性化治疗提供新的思路。随着对这些生物标志物的进一步研究，未来有望开发出更加精准的诊断工具和治疗策略，从而提高EEC患者的生存率和生活质量。