《Journal of Proteome Research》：A Multiomic Approach Integrating Genomic and Metabolomic Data Highlights Colorectal Cancer Pathways
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本研究采用代谢组范围关联研究（MWAS）方法，整合基因组与尿液核磁共振（1H NMR）代谢组数据，系统分析了187个结直肠癌（CRC）相关遗传变异与尿代谢物的关联。研究发现RHPN2内含子区域变异（rs10411210）与尿蔗糖排泄显著相关，并通过CRISPR/Cas9基因编辑实验验证了该区域对结肠癌细胞生长及代谢通路的调控作用，为解析CRC发病机制提供了多组学证据。
引言
结直肠癌（CRC）是全球第三大常见癌症，其发病与遗传及环境因素密切相关。全基因组关联研究（GWAS）已发现大量CRC相关遗传位点，但多数位于非编码区，其功能机制尚不明确。代谢组学作为系统生物学工具，可通过分析生物体液中的小分子代谢物揭示疾病相关代谢通路。本研究通过代谢组范围关联分析（MWAS）探索CRC遗传变异与尿液代谢物的关联，并结合功能实验验证关键位点的生物学意义。
材料与方法
研究基于AIRWAVE队列的1951名参与者，对其尿液样本进行1H NMR代谢组检测，并分析187个CRC相关单核苷酸多态性（SNP）与24,493个代谢特征的关联。统计模型调整了年龄、性别和遗传背景，采用错误发现率（FDR）校正。代谢物通过Chenomx数据库和二维核磁共振技术鉴定。对显著关联位点，在Caco-2结肠癌细胞中利用CRISPR/Cas9技术敲除目标内含子区域，并通过RNA测序分析差异表达基因。
结果
MWAS分析发现7个CRC-SNP与尿代谢物显著相关，其中rs10411210（RHPN2基因）与蔗糖排泄关联最强（P=4.62×10–8）。其他显著关联包括SLC6A18与酪氨酸/亮氨酸、MAP2K5/BMP2与肠道微生物代谢物。多变量分析显示，rs10411210还与肠道菌群相关代谢物（马尿酸、4-羟基苯乙酸）及咖啡因代谢物聚类。功能实验中，敲除RHPN2内含子区域导致Caco-2细胞生长迟缓，RNA测序发现448个基因上调（涉及药物代谢、糖代谢）和195个基因下调（细胞周期相关）。蔗糖酶-异麦芽糖酶（SI）基因表达有升高趋势，提示蔗糖代谢可能参与CRC通路。
讨论
本研究通过多组学整合揭示了CRC遗传变异与代谢表型的关联，特别是RHPN2内含子区域通过调控细胞增殖和代谢过程影响CRC风险。SLC6A18与氨基酸转运的关联进一步支持了氨基酸代谢在肿瘤中的作用。研究局限性包括代谢物受环境因素干扰较大，未来需通过孟德尔随机化等方法强化因果推断。多组学策略为CRC机制研究和生物标志物开发提供了新方向。
