文獻解讀 | 肝癌治療新曙光：基于二硫鍵死亡相關長非編碼RNA的預后標志物研究
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發表時間：2025-07-21
近期，一項發表于《Frontiers in Immunology》的研究成果，為肝細胞癌（Hepatocellular Carcinoma, HCC）的治療帶來了新的希望。該研究由浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院的Haishui Zheng團隊完成，題為“A disulfidptosis-related lncRNA signature for analyzing tumor microenvironment and clinical prognosis in hepatocellular carcinoma”，揭示了二硫鍵死亡（disulfidptosis）相關長非編碼RNA（lncRNA）在HCC中的預后價值及潛在治療機制。
No.1研究背景
肝細胞癌（HCC）是全球第六大常見癌癥，也是癌癥相關死亡的第三大原因。其早期癥狀不明顯，且存在諸多風險因素，導致臨床治療面臨巨大挑戰。盡管近年來靶向治療和免疫治療取得了進展，但HCC患者仍面臨高復發率、轉移率和藥物耐受性問題。因此，探索HCC的分子機制并開發創新療法至關重要。
細胞死亡在多細胞生物的發育和穩態中起著關鍵作用，其失調可導致癌癥等疾病。除了經典的凋亡途徑外，越來越多的研究表明，非凋亡細胞死亡形式也以受調控的方式發生，如壞死、鐵死亡等。最近，Gan等人提出了一種新的細胞死亡形式——二硫鍵死亡（disulfidptosis），為癌癥治療開辟了新途徑。二硫鍵死亡由癌細胞內二硫化物分子的顯著積累引發，尤其在高表達SLC7A11的癌細胞中，這種積累會導致肌動蛋白細胞骨架蛋白之間的異常二硫鍵結合，破壞其組織結構，最終導致細胞死亡。
長非編碼RNA（lncRNA）是一類長度超過200個核苷酸的非編碼RNA分子，它們在多種生物學過程中發揮作用，包括DNA甲基化、組蛋白修飾、RNA后轉錄調控和蛋白質翻譯。此外，lncRNA在免疫學、神經生物學、炎癥反應和癌癥中也扮演著關鍵角色。在HCC中，lncRNA與細胞死亡過程的調控密切相關，例如lncRNA DUXAP8通過與SLC7A11相互作用降低HCC對索拉非尼誘導的鐵死亡的敏感性。因此，識別調控HCC中二硫鍵死亡的精確lncRNA及其機制，對于HCC的治療具有重要意義。
No.2研究方法與結果
1.數據獲取與分析
研究人員從癌癥基因組圖譜（The Cancer Genome Atlas, TCGA）數據庫中獲取了374個HCC樣本和50個相鄰正常肝臟樣本的RNA測序數據和臨床信息。這些數據經過標準化處理，以每千堿基轉錄本每百萬映射讀數（FPKM）的形式呈現。研究人員首先通過Pearson相關性分析，篩選出與10個二硫鍵死亡相關基因（DRGs）共表達的lncRNA（DCLs），設定的篩選標準為相關系數 \(R > 0.3\) 且 \(P < 0.001\)。這一過程識別出863個DCLs。同時，利用R包“Limma”進行差異表達分析，識別出在HCC和正常組織之間差異表達的lncRNA（DELs），設定的標準為對數2倍變化絕對值大于1且 \(P < 0.001\)，共識別出3261個DELs。將DCLs和DELs進行整合，最終得到494個既差異表達又與DRGs共表達的lncRNA（DCDELs）。
2.構建與驗證預后標志物
研究人員進一步對這494個DCDELs進行單變量Cox回歸分析，以評估它們對HCC患者總生存期（OS）的預后能力，篩選出23個預后相關的DCDELs。隨后，利用LASSO回歸分析和多變量Cox回歸分析，從這23個預后相關的DCDELs中篩選出5個lncRNA（FOXD2-AS1、SLC25A30-AS1、TMCC1-AS1、LINC01063和AC009283.1），構建了一個二硫鍵死亡相關的預后標志物。基于這些lncRNA的風險評分，將患者分為高風險組和低風險組，結果顯示高風險組患者的總生存期（OS）顯著短于低風險組。這一結果通過Kaplan-Meier生存分析得到了驗證，高風險組的生存曲線明顯低于低風險組（圖2）。
研究人員還通過主成分分析（PCA）和t分布隨機鄰域嵌入（t-SNE）分析，驗證了該預后標志物在區分高風險組和低風險組患者方面的有效性。PCA分析顯示，訓練隊列、測試隊列和全部隊列中的兩個風險亞組均能被有效區分（圖4）。此外，該預后標志物在預測生存方面表現出良好的性能，時間依賴性接收者操作特征（ROC）曲線分析顯示，該標志物在1年、3年和5年的預測準確性分別為0.782、0.735和0.734（圖4）。
3.實驗驗證
研究人員在細胞和患者水平上進行了實驗驗證，成功誘導了HCC細胞中的二硫鍵死亡表型。他們首先通過RT-qPCR驗證了5個lncRNA在HCC細胞系和組織中的表達水平，發現這些lncRNA在HCC組織中的表達水平高于正常組織（圖5A-K）。此外，通過葡萄糖剝奪處理HCC細胞系，觀察到細胞形態學變化，如細胞收縮、肌動蛋白絲積累和細胞體積減小，證實了二硫鍵死亡現象。研究人員還通過免疫熒光顯微鏡觀察到，經過葡萄糖剝奪處理的HCC細胞中，F-肌動蛋白染色顯示出更明顯的肌動蛋白絲聚集和細胞形態變化（圖6）。
研究人員進一步探索了二硫鍵死亡相關基因在HCC中的表達情況，發現大多數基因在HCC組織中的表達水平高于正常組織。此外，他們還通過細胞實驗驗證了二硫鍵死亡現象在HCC中的存在，并發現這種細胞死亡現象與SLC7A11基因的表達水平直接相關。通過添加二硫化物還原劑TCEP，研究人員觀察到細胞死亡得到了顯著緩解，這進一步證實了二硫鍵死亡現象的存在（圖6F-G）。
研究人員還對兩個lncRNA（FOXD2-AS1和LINC01063）進行了深入研究，發現它們在HCC細胞中的表達水平較高，并且它們的敲低能夠增加HCC細胞對二硫鍵死亡的敏感性。通過RT-qPCR驗證了這兩個lncRNA的敲低效率，發現它們的表達水平在敲低后顯著降低（圖7A-D）。此外，通過細胞活性實驗和F-肌動蛋白染色，研究人員觀察到敲低這兩個lncRNA后，HCC細胞在葡萄糖剝奪條件下的活性顯著降低，并且細胞形態發生了更明顯的變化（圖7B-F）。
No.3研究意義與展望
本研究通過構建基于二硫鍵死亡相關lncRNA的預后標志物，為HCC的預后評估和治療提供了新的視角。該標志物不僅能夠有效預測患者的生存期，還與腫瘤微環境（TME）和腫瘤突變負荷（TMB）存在潛在關聯。此外，該標志物在預測化療藥物敏感性和免疫治療效果方面的潛在價值，為HCC的個體化治療提供了新的思路。
然而，該研究也存在一些局限性。首先，研究依賴于公共數據庫中的回顧性患者信息，缺乏外部數據庫的驗證。其次，實驗驗證部分樣本量較小，需要進一步擴大樣本量以驗證結果的可靠性。此外，對于二硫鍵死亡相關lncRNA在HCC中的具體調控機制，還需要進一步深入研究。
總之，這項研究為HCC的診斷和治療提供了新的靶點和思路，有望推動HCC治療領域的進一步發展。未來，隨著更多研究的深入，基于二硫鍵死亡的HCC治療策略有望從實驗室走向臨床，為患者帶來更大的福音。
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