泛癌分析揭示肿瘤细胞毒性活性的九种保守 miRNA 调控因子及具有临床干预价值的免疫靶点

由 root 提交于 周六, 10/17/2026 - 09:45
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摘要背景:细胞溶解活性(CYT)是一种广泛使用的转录组替代指标,用于衡量抗肿瘤免疫细胞毒性,其计算基于 GZMA(颗粒酶A)和 PRF1(穿孔素1)的表达,并与多种癌症的临床结局相关。微小RNA(miRNA)是肿瘤免疫的关键转录后调控因子,但其在泛癌范围内调节细胞溶解活性方面的作用尚未得到充分认识。目的:本研究旨在鉴定肿瘤细胞溶解活性的保守 miRNA 调控因子及其下游基因介导的网络,并评估其在不同癌症类型中的临床和治疗相关性。方法:分析了来自 TCGA 31 种癌症类型中 9,288 例原发肿瘤的配对 miRNA 和 mRNA 表达谱。研究采用多阶段分析框架:通过逐癌种 Spearman 相关分析(|ρ| ≥ 0.30,FDR < 0.05)鉴定反复与 CYT 相关的 miRNA(至少涉及 3 种癌症类型);随后将这些 miRNA 与 TargetScan 预测的靶基因整合,并进行泛癌及跨癌种三重筛选(miRNA-基因和基因-CYT 关联)。所有关联均使用共识纯度估计(CPE)进行肿瘤纯度校正,并以 LUMP(用于纯度评估的白细胞未甲基化指标)进行敏感性分析。随后,采用随机森林建模与自助法稳定性评估、校正癌种因素的 Cox 回归、中介分析、免疫细胞去卷积、k-means 分子分型、通路富集分析以及基于 DGIdb 的药物靶点优先级排序,进一步筛选候选因素。结果:经严格的纯度校正和多层验证后,分析最终确定了 38 个高置信度 miRNA-基因-CYT 调控三元组,涉及 9 个保守 miRNA 和 31 个靶基因。全部 9 个 miRNA 均表现出完整的自助法稳定性。中介分析证实了在 38 个三元组中的 37 个中观察到显著的基因层面中介效应(FDR < 0.01),中介比例最高达 94%。最终的 miRNA 特征谱定义了两种不同的泛癌免疫亚型(免疫热型与免疫冷型),其细胞毒性活性和总生存期(OS)存在显著差异(HR = 0.754,FDR = 1.12 × 10^-4)。该网络显著富集于 T 细胞活化和淋巴细胞分化通路,并突出显示了多个可成药靶点,包括 CTLA4 和 CD274(PD-L1),据此筛选出 124 种候选化合物。结论:总之,这项经肿瘤纯度校正的泛癌研究定义了一个精简、可重复且具有临床相关性的 miRNA 网络,该网络可调控多种恶性肿瘤中的细胞毒性活性。通过将 miRNA 生物学与免疫分型及可用于治疗干预的靶点相联系,本研究为推动精准肿瘤免疫学的发展提供了重要基础。

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https://doi.org/10.64898/2026.08.30.748071

Nazanin Bagherlou

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海德堡计算病理学部,海德堡病理学研究所,海德堡大学医院,海德堡大学,德国海德堡;

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1

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背景:细胞溶解活性(CYT)是一种广泛使用的转录组学替代指标,用于衡量抗肿瘤免疫细胞毒性,其根据 GZMA(颗粒酶 A)和 PRF1(穿孔素 1)的表达计算,并与多种癌症的临床结局相关。微小 RNA(miRNA)是肿瘤免疫的重要转录后调控因子,但其在不同癌症中调节细胞溶解活性的作用尚未得到充分了解。

目的:本研究旨在识别肿瘤细胞溶解活性的保守 miRNA 调控因子及其下游基因介导的网络,并评估其在多种癌症中的临床和治疗相关性。

方法:分析了来自 31 种 TCGA 癌症类型、共 9,288 个原发肿瘤的配对 miRNA 和 mRNA 表达谱。本研究采用多阶段分析框架:首先,在每种癌症中进行 Spearman 相关分析(|ρ| >= 0.30,FDR < 0.05),以识别反复出现的 CYT 相关 miRNA(至少涉及 3 种癌症类型);随后,将这些 miRNA 与 TargetScan 预测的靶基因整合,并进行泛癌及跨癌种三重筛选(miRNA–基因和基因–CYT 关联)。所有关联均采用共识纯度估计(CPE)进行肿瘤纯度校正,并以 LUMP(用于纯度评估的白细胞去甲基化指标)开展敏感性分析。候选项

进一步通过结合自助法稳定性的随机森林建模、按癌症类型校正的 Cox 回归、中介分析、免疫细胞去卷积、k-means 分子分型、通路富集分析以及基于 DGIdb 的药物-靶点优先级排序进行筛选。

结果:在严格进行纯度校正并开展多层验证后,分析最终确定了38个高置信度的 miRNA-基因-CYT 调控三元组,涉及9个保守 miRNA 和31个靶基因。全部9个 miRNA 均表现出完全的自助法稳定性。中介分析证实,38个三元组中有37个存在显著的基因层面中介效应(FDR < 0.01),中介比例最高达94%。最终的 miRNA 特征定义了两种截然不同的泛癌免疫亚型(免疫热型 vs. 免疫冷型),其细胞溶解活性和总生存期(OS)存在显著差异(HR = 0.754,FDR = 1.12 × 10^-4)。该网络富集于 T 细胞活化和淋巴细胞分化通路,并突出显示了多个可成药靶点,包括 CTLA4 和 CD274(PD-L1),据此提名了124种候选化合物。

结论:总之,本项经肿瘤纯度校正的泛癌研究界定了一个紧凑、可重复且具有临床相关性的 miRNA 网络,该网络可调控多种恶性肿瘤中的细胞溶解活性。通过将 miRNA 生物学与免疫分型及可实施的治疗靶点相联系,本研究为推进精准免疫肿瘤学提供了有价值的基础。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

脚注

https://doi.org/10.5281/zenodo.20999443

https://github.com/BagherlouBioinfo/PanCancer-miRNA-Gene-CYT

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发布于 2026 年 8 月 31 日。

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2026.08.30.748071;

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泛癌分析鉴定出九种保守的 miRNA 调节因子,这些因子调控肿瘤细胞溶解活性及具有临床应用价值的免疫靶点

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关键词:泛癌分析 · miRNA调控 · 细胞溶解活性 · 肿瘤免疫 · 免疫亚型 · 药物靶点

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.30.748071v1?rss=1