《Frontiers in Oncology》:Study on the regulation mechanism of TBX5 gene and Gegen Qinlian decoction on colorectal cancer
编辑推荐:
本研究通过整合生物信息学与实验验证,系统探讨了转录因子TBX5在结直肠癌(CRC)中的致癌作用及其与中药复方葛根芩连汤(GQD)的潜在关联。研究发现TBX5在CRC组织中高表达且与不良预后相关,其通过调控上皮-间质转化(EMT)、肿瘤干细胞特性及免疫抑制微环境(如髓源性抑制细胞MDSCs)促进肿瘤进展。分子对接预测GQD活性成分(如芒柄花素)可与TBX5结合,动物实验证实GQD及TBX5敲低均能抑制肿瘤生长,为CRC的靶向治疗提供新思路。
背景
结直肠癌(CRC)是全球癌症相关死亡的主要原因之一,其发病机制涉及遗传、环境和免疫因素。TBX5是T-box转录因子家族成员,在胚胎发育中起关键作用,但其在CRC中的功能尚不明确。葛根芩连汤(GQD)作为传统中药方剂,近年研究发现其可通过调节肠道菌群和肿瘤微环境增强PD-1抑制剂疗效。本研究旨在探索TBX5在CRC中的表达、预后价值及与GQD的相互作用机制。
材料与方法
研究利用TCGA-CRC数据库的转录组数据(638例肿瘤组织与51例正常组织),通过差异表达分析筛选差异基因(DEGs)和差异miRNA(DEMs)。采用生存分析、免疫浸润分析(ssGSEA算法)、基因富集分析(GSEA)及网络构建(GeneMANIA、TargetScan等数据库)解析TBX5功能。通过分子对接(AutoDock Vina)预测GQD活性成分与TBX5的结合能力,并利用裸鼠移植瘤模型(HCT116细胞)验证GQD和TBX5敲低对肿瘤生长的抑制效果。
结果
- 1.
TBX5在CRC中高表达且预示不良预后
泛癌分析显示TBX5在CRC(尤其是结肠腺癌COAD)中显著上调,免疫组化证实其核定位与肿瘤进展相关。生存分析表明TBX5高表达组患者总生存率更低(图1C, 1D)。
- 2.
TBX5相关基因与关键通路关联
筛选出SPTBN4、CHD5、ATP8A2等7个与TBX5表达显著相关的预后基因。多因素Cox回归确定年龄、N分期和M分期为独立预后因素(图3B)。富集分析提示TBX5参与ECM受体相互作用、EMT及血管生成通路,且高表达组中肿瘤干细胞特性评分显著升高(图4C)。
- 3.
TBX5重塑免疫微环境
TBX5高表达组中MDSCs、单核细胞等免疫抑制细胞浸润增加,其中MDSCs与患者生存期缩短显著相关(图5B),表明TBX5可能通过调节免疫逃逸促进CRC进展。
- 4.
GQD与TBX5的调控网络
构建mRNA-miRNA-lncRNA网络(如TBX5-hsa-mir-1270-TMPO-AS1),分子对接显示GQD成分(如芒柄花素、肉桂酸)与TBX5具有高亲和力(结合能<-5 kcal/mol)(图7)。动物实验证实GQD干预和TBX5敲低均能抑制肿瘤体积与重量(图9C, 9D),免疫组化显示两组TBX5蛋白表达下调(图9F)。
讨论
本研究揭示TBX5作为CRC致癌基因的新角色,其高表达通过激活EMT、干细胞通路及招募MDSCs驱动肿瘤恶性进展。GQD活性成分与TBX5的相互作用为中药现代化治疗CRC提供了分子依据。未来需深入探索TBX5调控免疫细胞的具体机制及GQD的临床转化潜力。
结论
TBX5是CRC潜在的预后生物标志物和治疗靶点,GQD可能通过靶向TBX5相关通路抑制肿瘤发展,为联合免疫治疗提供新策略。