《Cancers》：Effect of Healthy and Tumor-Associated Breast Adipose Tissue on Breast Cancer Cell Migration and Activation
Iris L. Holt-Kedde,
Hetty Timmer-Bosscha,
Frank A. E. Kruyt,
Wendy Kelder,
Bert van der Vegt,
Mieke C. Zwager,
Carolien P. Schr?der and
Marlous Arjaans
编辑推荐：
本文通过对TCGA和GTEx数据库的整合分析，揭示了高级别浆液性卵巢癌(HGSOC)中mTOR信号通路的转录组失调特征及miRNA调控网络。研究发现，HGSOC存在mTORC1活化与自噬增强的独特代谢重编程模式，并鉴定出let-7 miRNA家族（如let-7a/c/f-5p）为关键调控分子，与RICTOR、FNIP1等多个关键基因构成预后相关网络，为靶向治疗提供了新思路。
绪论
高级别浆液性卵巢癌(HGSOC)是最常见且最具侵袭性的卵巢癌亚型，其特点是诊断晚、预后差，并常对标准化疗产生耐药性。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路是细胞生长、代谢和自噬的关键调节器，在约55%的上皮性卵巢癌中失调，是极具吸引力的治疗靶点。然而，mTOR抑制剂的临床试验效果有限，这可能与通路反馈机制和HGSOC特有的分子景观有关。本研究通过整合分析HGSOC患者的转录组和miRNA测序数据，旨在系统描绘mTOR通路在HGSOC中的失调全景，并揭示其背后的转录后调控网络，以期为开发更精准的靶向治疗策略提供依据。
材料与方法
研究从TCGA和GTEx数据库获取了100例HGSOC和80例正常卵巢组织的RNA-seq与miRNA-seq数据。数据经过严格的质控和批次效应校正。利用LIMMA和DESeq2软件包分别进行差异基因和miRNA表达分析，筛选标准为调整后p值<0.05且|log2FC|> 0.5。差异表达的基因被映射到KEGG mTOR信号通路(hsa04150)，并进行功能富集分析。通过miRDB、TargetScan等数据库预测并筛选miRNA与mTOR通路基因的调控关系，并利用multiMiR数据库获取实验验证的调控对。最终，通过Cytoscape软件构建调控网络，识别枢纽基因和miRNA，并利用枢纽基因的表达谱进行生存分析（Kaplan–Meier法）和t-SNE降维分析，以评估其诊断和预后价值。
结果
1. mTOR通路在HGSOC中的转录组学特征：通路水平分析
在总计58,581个表达基因中，共鉴定出22,811个差异表达基因(DEGs)。其中，有96个基因属于KEGG mTOR信号通路，包括55个上调基因和41个下调基因。热图分析显示，这些mTOR通路基因的表达谱能清晰地区分肿瘤与正常组织样本。0.5. (B) Venn diagram highlighting the intersection between the 22,811 significantly differentially expressed genes (DEGs) in high-grade serous ovarian cancer (HGSOC) and the 157 genes included in the KEGG mTOR signalling pathway. A total of 96 mTOR pathway genes were significantly differentially expressed in HGSOC. (C). Heat map of differentially expressed mTOR pathway genes in HGSOC showing expression levels across tumour (red) and normal ovarian tissue samples (black) (top bar).">
通路层面分析揭示了一系列关键失调模式。上游信号方面，胰岛素样生长因子1(IGF-1)和胰岛素受体底物1(IRS1)下调，表明HGSOC对IGF-1信号的依赖性降低。磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)催化亚基p110β (PIK3CB)上调和调节亚基p85α (PIK3R1)下调，共同削弱了对PI3K的负向调控。核心复合物中，mTORC2的关键组件RICTOR表达下调，而mTORC1的多个组件（如mTOR、Raptor、mLST8等）上调，表明信号天平向mTORC1倾斜。自噬与能量感应相关的抑制基因，如TSC1、CAB39L、STRADA、LKB1、Sestrins、DEPDC5、FLCN/FNIP复合体等均发生下调，这可能削弱了AMPK活化并解除对mTORC1的抑制。此外，氨基酸感应机制被强烈激活，表现为氨基酸转运蛋白SLC7A5、Ragulator、RagD的上调。这些变化共同描绘了一个持续性mTORC1活化的模型，并伴有自噬的增强，以适应肿瘤的代谢需求。
功能富集分析进一步证实了mTOR通路的高度激活，同时还富集了“自噬调节”、“Wnt信号通路”、“PI3K–Akt信号通路”、“AMPK信号通路”以及多种癌症相关通路。
2. HGSOC中mTOR通路基因的调控miRNA网络
miRNA表达谱分析在HGSOC中鉴定出621个显著差异表达的miRNA。通过整合多个数据库预测并筛选，最终获得了43对具有实验验证、且呈反向表达模式的高置信度miRNA-mTOR基因调控对。基于此构建的调控网络识别出多个枢纽节点。
枢纽miRNA中，连接度最高的是hsa-let-7f-5p、hsa-let-7c-5p和hsa-let-7a-5p，它们都属于let-7 miRNA家族。这些let-7 miRNA共同靶向六个mTOR通路相关基因：FNIP1、FNIP2、INSR、RICTOR、TSC1和WNT9A。在mTOR通路基因中，FNIP2和FNIP1的连接度最高，其他枢纽基因还包括GRB10、RPS6KB1、ULK1、WNT9A、TSC1、RICTOR和INSR。
利用这六个枢纽基因(FNIP1, FNIP2, INSR, RICTOR, TSC1, WNT9A)的表达数据进行t-SNE分析，可以清晰地区分肿瘤与正常样本。生存分析显示，在这六个基因中，FNIP1的表达水平与患者总生存期显著相关，高表达FNIP1的患者预后更好。
讨论
本研究为HGSOC中mTOR通路的失调提供了一个整合的转录组和转录后调控视角。一个核心发现是通路信号向mTORC1倾斜，表现为RICTOR的下调和上游抑制因子（如TSC1、DEPDC5）的减弱。与此同时，自噬相关基因的转录上调，这与mTORC1通常抑制自噬的经典功能相悖，提示在HGSOC中可能存在mTORC1活化和自噬增强并存的代谢重编程状态，使肿瘤细胞能够在营养压力和代谢应激下生存。
研究另一个关键贡献是鉴定了let-7 miRNA家族（let-7a-5p, let-7c-5p, let-7f-5p）作为mTOR通路的核心转录后调节因子。这些上调的let-7 miRNA共同靶向并下调包括RICTOR和FNIP1在内的多个关键mTOR相关基因。既往研究表明，let-7a通过靶向RICTOR抑制mTORC2，从而促进自噬。本研究中let-7家族与RICTOR、FNIP1等基因的调控关系，为解释HGSOC中观察到的mTORC1激活与自噬增强并存的现象提供了可能的机制：let-7介导的RICTOR下调可能促使信号转向mTORC1，而FNIP1的下调则可能通过影响AMPK-FLCN-FNIP轴，促进自噬和溶酶体生物发生，形成一种支持肿瘤生长和适应压力的反馈环。
FNIP1被鉴定为与HGSOC患者总生存期相关的预后生物标志物，高表达FNIP1预示着更好的预后，这凸显了其在疾病进展中的潜在重要性。
结论
综上所述，本研究通过对HGSOC的整合分析，描绘了其mTOR信号通路的转录组失调图谱，并构建了相关的miRNA调控网络。研究揭示了mTORC1活化和自噬增强并存的独特代谢模式。研究特别强调了let-7 miRNA家族（let-7a-5p, let-7c-5p, let-7f-5p）作为关键调控节点的核心作用，它们通过靶向FNIP1、RICTOR、TSC1等基因，将代谢、自噬和癌症进展联系起来。FNIP1被鉴定为一个潜在的预后标志物。这些发现为理解HGSOC的发病机制提供了新的见解，并指出了let-7/mTOR轴和FNIP1等靶点作为未来治疗策略和预后评估工具的潜力。
