慢性淋巴细胞白血病中与预后相关的竞争性内源性RNA网络:综合分析及新型风险评分模型的构建-文献解析

1. 领域背景与文献引入

文献英文标题:Competing endogenous RNA networks related to prognosis in chronic lymphocytic leukemia: comprehensive analyses and construction of a novel risk score model;发表期刊:Biomarker Research;影响因子:4.579;研究领域:慢性淋巴细胞白血病(CLL)的竞争性内源性RNA(ceRNA)网络与预后生物标志物研究。

慢性淋巴细胞白血病(CLL)是西方成人最常见的B细胞恶性肿瘤,以成熟B淋巴细胞克隆性增殖为特征,异质性极强——患者临床进程从“惰性”到“侵袭性”差异显著,染色体异常(如del13q14、del17p)、基因突变(如p53、IGHV)是关键预后因素,但现有生物标志物(如IGHV突变状态)仍无法精准预测所有患者的预后,且缺乏针对性靶向治疗靶点。

竞争性内源性RNA(ceRNA)是近年肿瘤分子机制研究的热点:长链非编码RNA(lncRNA)、环状RNA(circRNA)等非编码RNA可通过“海绵吸附”微RNA(miRNA),解除miRNA对靶 mRNA的抑制,从而调控基因表达。已有研究证实ceRNA网络在胃癌、肝癌等肿瘤中驱动细胞增殖、凋亡及耐药,但CLL中预后相关的ceRNA网络尚未系统解析——虽有散在研究报道circ-CBFB(通过miR-607/FZD3促进CLL进展)、circ-RPL15(作为血浆生物标志物预测CLL进展)等单一非编码RNA的功能,但缺乏多组学整合(RNA测序+临床数据)的ceRNA网络分析,更未结合预后构建风险模型。

本文针对这一空白,通过分析CLL患者、细胞系与健康对照的RNA测序数据,构建预后相关ceRNA网络,建立新型风险评分模型,并验证关键调控轴的功能,为CLL的预后评估与治疗靶点开发提供依据。

2. 文献综述解析

作者首先总结CLL的临床与分子特征:CLL异质性源于染色体异常(如del13q14是最常见异常,del17p提示不良预后)、基因突变(如p53突变导致化疗耐药),现有风险分层依赖IGHV突变状态、del17p等指标,但仍需更精准的生物标志物。

接着评述非编码RNA在CLL中的研究现状:已有研究发现lncRNA CRNDE通过miR-28/NDRG2抑制CLL细胞增殖,circ-RPL15高表达与CLL进展相关,但这些研究聚焦单一非编码RNA,未系统解析ceRNA网络的协同调控作用;且ceRNA网络与CLL预后的关联尚未充分挖掘——缺乏结合RNA测序、生存分析的整合研究。

作者的创新点在于:(1)系统性: 整合CLL患者、细胞系、健康对照的RNA测序数据,鉴定差异表达的lncRNA、circRNA、miRNA、mRNA;(2)预后导向: 通过多步Cox回归构建包含3个基因的风险评分模型,验证其预测价值;(3)功能验证: 构建预后相关ceRNA网络,并通过细胞实验验证关键轴(circ_0002078/miR-185-3p/TCF7L1)的调控机制,填补了CLL中ceRNA网络与预后研究的空白。

3. 研究思路总结与详细解析

3.1 样本收集与RNA测序

实验目的: 获取CLL患者、细胞系与健康对照的RNA表达谱,鉴定差异表达RNA。
方法细节: 纳入865例初发CLL患者,收集4例患者外周血B细胞、2个CLL细胞系(MEC1、EHEB)、6例健康对照的B细胞,进行Illumina RNA测序;以|log₂倍数变化|>2、P<0.05为阈值筛选差异表达RNA(DElncRNA、DEcircRNA、DEmiRNA、DEmRNA)。
结果解读: CLL患者与健康对照间鉴定出57个差异表达mRNA(DEmRNAs)、335个差异表达miRNA(DEmiRNAs);CLL细胞系与健康对照间鉴定出482个DEmRNAs、302个DEmiRNAs。差异RNA的热图显示CLL组与健康组表达谱显著区分(Fig 1A-B)。
产品关联: 细胞系购自ATCC(EHEB、293T)与加州大学圣地亚哥分校(MEC1);RNA提取用TaKaRa RNAiso Plus,反转录用Accurate Biology试剂,qRT-PCR用SyberGreen(Accurate Biology)与Roche LightCycler 480II。

3.2 差异表达RNA的功能富集分析

实验目的: 探究DEGs的生物学功能,揭示CLL的分子机制。
方法细节: 对CLL患者与健康对照的DEmRNAs进行GO(基因本体)与KEGG(京都基因与基因组百科全书)分析,P<0.05为显著。
结果解读: GO分析显示DEmRNAs富集于“杂环化合物结合”(分子功能,如DNA结合蛋白)、“细胞器部分”(细胞组分,如染色质)、“基因表达调控”(生物过程);KEGG分析富集于Notch信号通路、JAK-STAT信号通路(均与肿瘤发生发展密切相关,Fig 1C-D)。细胞系的DEmRNAs富集于mTOR、NF-κB通路与细胞周期(Supplementary Fig 1)。

3.3 预后风险评分模型的构建与验证

实验目的: 建立CLL患者的预后风险模型,用于临床风险分层。
方法细节: 使用GSE22762数据集(含CLL患者基因表达与临床数据),分为训练集、测试集、总集;通过单因素Cox回归筛选与总生存期(OS)相关的DEGs,LASSO回归避免过拟合,多因素Cox回归构建风险模型(风险评分=2.071×HTN3 + (-3.228)×IL3RA + (-1.847)×NCK1);以训练集中位数风险分为界,将患者分为高/低风险组,验证模型的预测价值。
结果解读: 模型在训练集的一致性指数(C-index)为0.825,测试集0.719,总集0.773(提示预测准确性高);ROC曲线下面积(AUC)分别为0.825(训练集)、0.719(测试集)、0.773(总集,Fig 2I、N、S);高风险组OS显著短于低风险组(训练集P=0.010,测试集P=0.026,总集P=0.001,Fig 2H、M、R);高风险组与del(13q14)染色体异常显著相关(Table 2)。

3.4 高低风险组的免疫特征分析

实验目的: 探究风险模型与CLL免疫微环境的关联。
方法细节: 用CIBERSORT算法分析22种免疫细胞浸润比例,ESTIMATE工具计算免疫评分(反映免疫细胞浸润)、基质评分(反映基质细胞含量)、ESTIMATE评分(综合免疫与基质评分)。
结果解读: 高风险组中性粒细胞比例更高,而B细胞 naive、CD8+T细胞、CD4记忆静止T细胞等浸润更低(Fig 3E);高风险组基质评分(P<0.01)、免疫评分(无统计学意义)显著低于低风险组(Fig 3F);免疫检查点分子(如BTLA、CD200、CD27)在高风险组表达更高(Fig 3G)——提示高风险患者免疫微环境更“抑制”,可能影响治疗反应。

3.5 ceRNA网络的构建

实验目的: 构建CLL患者中预后相关的ceRNA网络(lncRNA/circRNA-miRNA-mRNA)。
方法细节: 用miRanda与psRobot工具预测DElncRNA/DEcircRNA与DEmiRNA的结合,以及DEmiRNA与DEmRNA的结合;基于生存分析筛选与OS相关的DEGs,用Cytoscape软件可视化ceRNA网络。
结果解读: 构建了lncRNA-miRNA-mRNA网络(68个lncRNA节点、8个miRNA节点、3个mRNA节点,Fig 5)与circRNA-miRNA-mRNA网络(101个circRNA节点、8个miRNA节点、3个mRNA节点,Fig 6);网络中的节点(如circ_0002078、miR-185-3p、TCF7L1)均与CLL预后相关。

3.6 关键ceRNA轴的验证

实验目的: 验证circ_0002078/miR-185-3p/TCF7L1轴的调控关系与功能。
方法细节:
1. 表达验证: qRT-PCR检测CLL患者与健康对照中circ_0002078、miR-185-3p、TCF7L1的表达;
2. 结合验证: 双荧光素酶报告基因实验——将含circ_0002078/TCF7L1野生型(WT)或突变型(Mut)3"UTR的质粒,与miR-185-3p mimics共转染293T细胞,检测荧光素酶活性;
3. 功能验证: CCK-8实验检测细胞增殖,Annexin V/7AAD检测凋亡,PI染色检测细胞周期。
结果解读:
- 表达差异: CLL患者中circ_0002078(P<0.05)、TCF7L1(P<0.05)高表达,miR-185-3p(P<0.05)低表达(Fig 7A-C);
- 结合验证: 共转染circ_0002078-WT或TCF7L1-WT与miR-185-3p mimics时,荧光素酶活性显著降低(P<0.01),而突变型质粒无此效应(Fig 7H-I)——证实circ_0002078与TCF7L1直接结合miR-185-3p;
- 功能验证: 过表达miR-185-3p抑制MEC1细胞增殖(Fig 7J);敲低circ_0002078(si-circ_0002078)抑制EHEB细胞增殖(Fig 7L)、促进凋亡(P<0.001,Fig 7M-N)、诱导G2/M期阻滞(Fig 7O-Q)——提示circ_0002078通过海绵miR-185-3p上调TCF7L1,促进CLL细胞增殖。

4. Biomarker研究及发现成果解析

Biomarker定位与筛选逻辑

本文涉及3类Biomarker:(1)风险模型基因(HTN3、IL3RA、NCK1)——通过RNA测序鉴定差异表达,结合Cox回归筛选预后相关基因;(2)miRNA(miR-324-3p)——通过临床队列分析与IGHV突变、p53突变、del17p的关联;(3)circRNA/mRNA(circ_0002078、TCF7L1)——通过ceRNA网络筛选,结合功能实验验证。

研究过程详述

  1. 风险模型基因(HTN3、IL3RA、NCK1)
  2. 来源:GSE22762数据集的DEmRNAs;
  3. 验证方法:多步Cox回归构建模型,在训练集、测试集、总集验证预测价值;
  4. 性能:模型C-index为0.825(训练集)、0.719(测试集)、0.773(总集);ROC曲线AUC为0.825~0.773;高风险组OS显著短于低风险组(总集P=0.001,Fig 2H、M、R)。

  5. miR-324-3p

  6. 来源:CLL患者与健康对照的DEmiRNAs;
  7. 验证方法:分析GSE40533与GSE45328队列中miR-324-3p与临床特征的关联;
  8. 性能:miR-324-3p低表达与IGHV未突变(P<0.01)、p53突变(P<0.05)、del17p(P<0.01)相关(Fig 4M、Q、T)——提示miR-324-3p是CLL不良预后的潜在Biomarker。

  9. circ_0002078与TCF7L1

  10. 来源:ceRNA网络中的关键节点;
  11. 验证方法:qRT-PCR检测表达,双荧光素酶实验验证结合,功能实验验证表型;
  12. 性能:circ_0002078高表达与短OS相关(P=0.031,Fig 7F),TCF7L1高表达与短首次治疗时间(TTFT)相关(P=0.009,Fig 7E);二者表达呈正相关(r=0.743,P<0.001,Fig 7D)。

核心成果提炼

  • 新型风险模型:包含HTN3、IL3RA、NCK1的风险评分模型,可精准预测CLL患者OS,高风险组与del13q14相关,为临床风险分层提供工具;
  • 预后miRNA:miR-324-3p低表达提示CLL不良预后,与多种高危临床特征关联;
  • 关键ceRNA轴:circ_0002078通过海绵miR-185-3p上调TCF7L1,促进CLL细胞增殖、抑制凋亡——为CLL的靶向治疗提供新靶点(如抑制circ_0002078或恢复miR-185-3p表达)。

图片插入(对应位置)

Fig 1:差异表达RNA的热图与功能富集分析

Fig 2:风险模型的构建与验证

Fig 3:高低风险组的免疫特征

Fig 4:miRNA与临床特征的关联

Fig 5:lncRNA-miRNA-mRNA ceRNA网络

Fig 6:circRNA-miRNA-mRNA ceRNA网络

Fig 7:circ_0002078/miR-185-3p/TCF7L1轴的验证

Fig 8:ceRNA轴的调控机制

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