《Frontiers in Immunology》：MRPS28 serves as a biomarker of diagnostic, prognostic, and immune modulation in pan-cancer and promotes breast cancer malignant phenotypes
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本文系统揭示了线粒体核糖体蛋白S28（MRPS28）在泛癌中的致癌潜力，尤其在乳腺癌中的关键作用。通过多数据库分析结合体外实验，研究发现MRPS28表达失调与多种癌症的预后、诊断价值、基因组异质性、DNA甲基化及免疫浸润显著相关；其在乳腺癌中高表达，并通过（siRNA）敲低实验证实可抑制细胞增殖、迁移和侵袭并促进凋亡。该研究提示MRPS28可作为泛癌诊断与预后标志物及潜在治疗靶点，为癌症精准治疗提供了新思路。
MRPS28在泛癌中的表达模式及其临床意义
研究首先利用癌症基因组图谱（TCGA）和基因型-组织表达（GTEx）数据库，系统评估了MRPS28在泛癌中的表达情况。分析发现，MRPS28在多数癌症类型中呈现上调表达，例如在乳腺浸润性癌（BRCA）、结肠腺癌（COAD）、肺腺癌（LUAD）和肝细胞癌（LIHC）等肿瘤组织中表达升高。然而，在肾透明细胞癌（KIRC）、肾乳头状细胞癌（KIRP）等肾癌中，其表达却显著降低。MRPS28的表达水平与多种癌症的临床分期相关，如在BRCA、LUAD和肺鳞状细胞癌（LUSC）中，其表达随分期进展而升高，但在弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBC）和KIRC等癌症中则呈相反趋势。来自人类蛋白质图谱（HPA）数据库的免疫组织化学结果进一步证实，MRPS28蛋白在膀胱癌（BLCA）、BRCA、宫颈鳞癌和腺癌（CESC）等多种癌症组织中高表达，而在肾细胞癌组织中表达较低。这些发现表明，MRPS28的表达具有癌症类型特异性，可能参与不同的肿瘤发生机制。
MRPS28的诊断与预后价值评估
研究进一步探讨了MRPS28在泛癌中的预后和诊断潜力。生存分析表明，MRPS28高表达与急性髓系白血病（LAML）、葡萄膜黑色素瘤（UVM）、BRCA和头颈部鳞状细胞癌（HNSC）患者较差的总生存期（OS）、疾病特异性生存期（DSS）等相关，提示其可作为不良预后因子。相反，在低级别胶质瘤（LGG）和KIRC中，MRPS28高表达则与较好的预后相关。在诊断价值方面，受试者工作特征（ROC）曲线分析显示，MRPS28在食管癌（ESCA）、BRCA、子宫体子宫内膜癌（UCEC）等20种癌症中具有较好的诊断准确性（曲线下面积AUC > 0.7），尤其在胰腺癌（PAAD）、LGG和嗜铬细胞瘤及副神经节瘤（PCPG）中AUC值接近或超过0.99，展现出作为诊断生物标志物的强大潜力。
MRPS28的遗传变异与基因组异质性
遗传改变是癌症发生发展的重要因素。通过cBioPortal数据库分析发现，MRPS28的基因改变在泛癌中主要表现为扩增和突变，其中扩增在LIHC、BRCA、前列腺腺癌（PRAD）等癌症中占比最高。错义突变是主要的单核苷酸变异（SNV）类型，其中R27W/L位点发生突变的可能性最大。此外，拷贝数变异（CNV）与MRPS28的mRNA表达水平在26种癌症类型中呈强相关，且CNV状态与患者的OS、无进展生存期（PFS）等生存指标显著相关。
肿瘤基因组异质性指标，如肿瘤突变负荷（TMB）、微卫星不稳定性（MSI）、同源重组缺陷（HRD）等，与肿瘤的进展和治疗反应密切相关。研究发现，MRPS28的表达与这些指标存在广泛的相关性。例如，其表达与TMB在胃食管癌（STES）和STAD中正相关，与MSI在肾泛癌（KIPAN）、STES中正相关，但在BRCA和LUAD中负相关。这些结果表明，MRPS28可能与肿瘤的基因组稳定性和异质性调控有关。
MRPS28与DNA损伤修复、肿瘤干性及DNA甲基化的关联
DNA损伤修复（如错配修复MMR和同源重组修复HRR）和肿瘤干性是维持癌细胞基因组稳定性和促癌能力的关键。分析显示，MRPS28的表达与多个MMR基因（如MLH1、MSH2、MSH6）和HRR相关基因签名在大多数癌症中呈显著正相关。同时，MRPS28表达与基于mRNA表达和DNA甲基化的肿瘤干性指数（DNAss、RNAss、EREG.EXPss和EREG-METHss）在多数癌症类型中也呈正相关，提示其可能通过影响DNA修复和干性来促进肿瘤进展。
表观遗传调控，特别是DNA甲基化，在癌症发展中起着重要作用。研究显示，MRPS28的DNA甲基化水平在BLCA、BRCA、HNSC、LUAD等多种癌症中显著降低，而在KIRC和甲状腺癌（THCA）中升高。MRPS28的甲基化水平与其mRNA表达呈负相关，且低甲基化（高表达）与患者不良预后相关。此外，MRPS28表达与DNA甲基转移酶（DNMTs）的表达在多种癌症中呈正相关，进一步揭示了其表达可能受到表观遗传机制的调控。
MRPS28与肿瘤免疫微环境的相互作用
肿瘤免疫微环境（TME）在癌症进展和治疗中至关重要。研究发现，MRPS28在多种免疫细胞中均有表达。在大多数癌症中，MRPS28的表达与基质评分、免疫评分和ESTIMATE评分呈负相关。其表达还与特定的免疫亚型以及多种免疫细胞（如效应记忆CD8+T细胞、Th1细胞、调节性T细胞Treg、活化B细胞等）的浸润水平相关。此外，MRPS28的表达与免疫检查点分子、趋化因子、免疫受体、主要组织相容性复合体（MHC）分子等多种免疫相关基因的表达存在广泛关联。在BRCA中，CIBERSORT分析进一步揭示，MRPS28高表达与M2型巨噬细胞、活化肥大细胞的浸润正相关，而与CD8+T细胞、γδ T细胞、滤泡辅助性T细胞等具有抗肿瘤作用的免疫细胞浸润负相关。这表明MRPS28可能通过塑造免疫抑制性微环境促进乳腺癌的免疫逃逸。
MRPS28在乳腺癌中的特异性功能与实验验证
研究重点聚焦于MRPS28在BRCA中的作用。临床数据分析显示，MRPS28在BRCA肿瘤组织中高表达，尤其在管腔型和三阴性乳腺癌亚型以及存在淋巴结转移的患者中表达更高。转移性乳腺癌组织中的MRPS28表达也显著高于非转移性组织。单细胞RNA测序分析表明，MRPS28广泛表达于BRCA肿瘤细胞及TME中的多种免疫细胞。功能状态分析揭示，MRPS28表达与BRCA细胞的DNA修复、侵袭、DNA损伤、转移和缺氧等恶性功能状态正相关。
为了验证MRPS28的致癌功能，研究者收集了30对BRCA临床标本进行免疫组化（IHC）检测，证实MRPS28在癌组织中的蛋白表达显著高于癌旁正常组织。随后，在MCF-7和MDA-MB-231两种乳腺癌细胞系中，利用小干扰RNA（siRNA）敲低MRPS28的表达。功能实验表明，MRPS28敲低显著抑制了癌细胞的增殖（EdU实验）、迁移和侵袭（Transwell实验）能力，并促进了细胞凋亡（TUNEL实验）。这些体外实验结果直接证实了MRPS28在驱动乳腺癌恶性表型中的关键作用。
靶向MRPS28的潜在治疗策略
基于MRPS28的致癌角色，研究通过“oncoPredict” R包进行了药物敏感性分析，旨在寻找可能靶向MRPS28的潜在治疗药物。分析发现，在BRCA中，MRPS28的高表达与对SB505124、AZD6482、Tozasertib、ZM447439、Staurosporine等9种药物的敏感性呈正相关，这为未来开发靶向MRPS28的治疗策略提供了线索。
结论与展望
综上所述，这项研究通过系统的生物信息学分析和体外功能实验，全面阐述了MRPS28在泛癌及乳腺癌中的多重角色。MRPS28在多种癌症中异常高表达，具有良好的诊断和预后预测价值，其表达受遗传变异、DNA甲基化等调控，并与肿瘤基因组异质性、DNA损伤修复、肿瘤干性及免疫微环境重塑密切相关。特别是在乳腺癌中，MRPS28作为致癌基因，直接促进了癌细胞的增殖、迁移、侵袭并抑制凋亡，且与不良预后和免疫抑制微环境形成相关。因此，MRPS28有望成为一个跨癌种的、有潜力的诊断与预后生物标志物以及新的治疗靶点。未来的研究需要在体内模型中进一步验证其功能，并深入探索其具体的分子作用机制，特别是其在线粒体功能与免疫调节之间的交叉对话中所扮演的角色。
