基于棕榈酰化与表观遗传调控的GRK5中心预后模型揭示膀胱癌治疗新靶点

　　本研究针对膀胱癌(BLCA)高复发、预后差的临床难题，首次构建了基于3629个棕榈酰化相关基因(PRGs)的13基因预后模型。通过多组学分析发现高风险患者生存率显著降低、免疫微环境特征改变及药物敏感性差异。孟德尔随机化(MR)分析揭示GRK5通过DNA甲基化(cg09337049位点)介导36.99%的BLCA发病风险，为早期诊断和个性化治疗提供了新型生物标志物。

　　

膀胱癌作为泌尿系统最常见恶性肿瘤，全球发病率和死亡率居高不下，尤其肌层浸润性和转移性患者预后极差。尽管诊疗手段不断进步，但肿瘤复发和化疗耐药仍是临床面临的重大挑战。近年来，蛋白质棕榈酰化作为一种可逆的脂质修饰方式，被发现在多种癌症中调控致癌信号通路，但其在膀胱癌中的预后价值和分子机制尚未明确。

为了解决这一科学问题，汕头大学医学院附属第二医院刘俊鹏团队在《Discover Oncology》发表了创新性研究。研究人员整合TCGA和GEO数据库的3629个棕榈酰化相关基因，首次构建了膀胱癌棕榈酰化预后模型，并深入探讨了关键基因GRK5通过表观遗传调控影响膀胱癌发展的分子机制。

研究主要采用多组学数据分析技术，包括从TCGA数据库获取412例BLCA样本的RNA测序数据，从GEO数据库获取GSE32894队列进行外部验证。通过LASSO-Cox回归构建预后模型，利用TIMER、CIBERSORT等7种算法评估免疫浸润，采用GDSC数据库进行药物敏感性预测，并运用孟德尔随机化(MR)和中介分析解析DNA甲基化与基因表达的因果关系。

3.1 Identification of prognostic PRGs

通过差异表达分析鉴定出673个在膀胱癌与正常组织间差异表达的棕榈酰化相关基因，其中164个与总生存期(OS)显著相关。

3.2 Construction and validation of the PRG model

成功建立包含GRK5、AHNAK、GSDMB等13个基因的预后模型，风险评分公式为：Risk score = (0.0177GRK5) + (0.0052AHNAK) + ... + (-0.0186*LIME1)。模型在TCGA内部验证和GSE32894外部验证中均表现出色，1年、3年和5年生存率的AUC值均超过0.7。

3.3 Clinical characteristic analyses between high- and low-risk groups

高风险组与晚期N分期(p=0.003)、高龄(p=0.009)、吸烟史(p=0.045)和低组织学分级(p<0.001)显著相关，显示该模型具有良好的临床相关性。

3.4 Construction of the nomogram

构建的列线图整合了风险评分和临床特征，能够准确预测患者1年、3年和5年生存概率，校准曲线显示预测与实际观察结果高度一致。

3.5 Functional enrichment analyses

功能富集分析显示棕榈酰化相关基因主要参与肌肉系统过程、肌肉收缩和离子通道活性等生物学过程。KEGG通路分析显示心脏肌肉收缩、钙信号通路和肥厚型心肌病通路显著富集。GSEA分析揭示高风险组补体和凝血级联、ECM受体相互作用通路激活，低风险组氧化磷酸化和脂肪酸代谢通路活跃。

3.6 Immune microenvironment analyses

免疫微环境分析发现高风险组CD8⁺T细胞、活化记忆CD4⁺T细胞、巨噬细胞和树突状细胞浸润水平显著升高，且免疫检查点分子(CD28、CD44、CD80等)表达上调，表明高风险组存在免疫激活但可能衰竭的微环境。

3.7 Drug sensitivity analyses

药物敏感性预测显示高风险组对AKT抑制剂VIII和Amethopterin更耐药，而对阿霉素、多西他赛、吉西他滨、顺铂和紫杉醇更敏感。

3.8 Mutation analyses

突变景观分析显示高风险组RB1突变频率显著升高，TP53、TTN、KMT2D等基因突变频繁，肿瘤突变负荷(TMB)略高于低风险组。

3.9 Mediation analysis of DNA methylation-palmitoylation-BLCA relationship

通过孟德尔随机化分析发现GRK5表达与BLCA风险显著相关，其中cg09337049位点甲基化通过抑制GRK5表达介导36.99%的BLCA发病风险。生存分析证实GRK5高表达预示不良预后(HR=1.51, P=0.009)。

该研究首次构建了膀胱癌棕榈酰化相关预后模型，证实其具有稳健的预测性能。研究发现高风险患者具有独特的免疫微环境特征和药物敏感性模式，且RB1突变频率升高。最关键的是，通过孟德尔随机化和中介分析揭示了GRK5作为关键枢纽基因，其表达受DNA甲基化调控并显著影响膀胱癌发病风险。这些发现不仅为膀胱癌提供了新的预后评估工具，更重要的是揭示了棕榈酰化修饰与表观遗传调控之间的密切联系，为开发针对棕榈酰化过程的新型靶向治疗策略提供了理论依据。特别是cg09337049甲基化位点作为潜在生物标志物的发现，为膀胱癌的早期诊断和个性化治疗开辟了新的方向。