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科学岛团队通过多组学研究揭示结直肠癌发展的关键分子调控网络

近日,中国科学院合肥物质院健康所谷红仓、张帆基因组学团队通过多组学综合分析,揭示了一个新的lncRNA-mRNA/蛋白质-代谢物网络,在结直肠癌(CRC)进展和免疫调节中发挥着关键作用,为提高治疗效果提供了有前景的治疗靶点。该研究在癌症研究经典期刊Molecular Cance上发表。

结直肠癌表现出显著的遗传与表观遗传异质性特征,这使得开发新型治疗靶点成为迫切需求。尽管免疫疗法在癌症治疗中取得了显著进展,但约85%的结直肠癌患者因个体间遗传及表观遗传特征的差异,表现出对治疗的耐药性。多组学研究方法通过系统整合基因组学、蛋白质组学与代谢组学的多层次数据,已成为解析疾病发病机制的重要技术手段。

研究团队针对结直肠癌组织及其配对正常邻近组织,系统整合分析了转录组学、蛋白质组学和代谢组学数据,发现了差异表达的1394个长非编码RNA(lncRNA)、2788个mRNA、548个蛋白质和91个代谢物。通过进一步研究,识别出了一个显著的相互作用网络,包括22个lncRNAs、14个mRNAs/蛋白质和9个代谢物,其中,lncRNA 60967.1在该网络中起关键调控作用。

功能验证显示,lncRNA 60967.1在CRC细胞系和患者组织中显著下调,lncRNA 60967.1的过表达恢复了肿瘤抑制基因PLCD4的表达,并提高了全反式视黄酸(ATRA)的水平。这一调节增强了IFN-γ诱导的凋亡,并增加了IFN-γ受体亚单位IFNGR1的表达,从而部分逆转了IFN-γ抗性。在小鼠模型中,lncRNA 60967.1的过表达促进了免疫细胞的浸润,并与抗PD-1治疗协同抑制了肿瘤生长。

通过转录组学、蛋白质组学和代谢组学等多组学数据的分析,本研究识别出了一个涉及lncRNA、PLCD4、ATRA和PD-L1的CRC新型调控网络。lncRNA 60967.1-PLCD4-ATRA轴在免疫反应和肿瘤进展的调节中起到了重要作用。该发现具有临床意义:一方面为改善结直肠癌治疗效果提供了潜在干预靶点,尤其针对当前治疗耐药的患者群体;另一方面,该调控轴可能作为评估治疗反应的生物标志物,为个体化治疗策略的制定提供新依据。后续研究将重点探索该调控网络在临床转化中的具体应用价值。

中国科学院合肥物质院研究员谷红仓、研究员张帆、博士后赵宁宁和浙江大学邵逸夫医院戴胜医生为该论文的并列通讯作者。该项研究得到了国家科技重大专项、国家自然科学基金、中国科学院上海应用物理研究所种子基金、浙江省重点研发计划、2023年省部共建重点项目的支持。

文章链接:https://link.springer.com/article/10.1186/s12943-025-02359-x

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综合多组学分析揭示了lncRNA、mRNA、蛋白质和代谢物之间的网络关联

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lncRNA 60967.1在调节PLCD4/ATRA轴及抗PD-1治疗中发挥重要作用,调控免疫反应并影响结直肠癌(CRC)进展的模式图