生信小課堂

大家好！今天給大家介紹一篇關(guān)于脂質(zhì)代謝的的生信文章梯啤。作者首先通過TCGA隊(duì)列作為訓(xùn)練集竖伯，建立了結(jié)腸癌中脂質(zhì)代謝相關(guān)基因預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分(LMrisk)，然后在三個(gè)GEO測試集中驗(yàn)證了該模型的預(yù)后價(jià)值因宇。并且通過結(jié)腸癌細(xì)胞與外周血單核細(xì)胞的體外共培養(yǎng)七婴、人結(jié)腸癌組織微陣列分析、多重免疫熒光染色和結(jié)腸癌小鼠異種移植模型察滑，驗(yàn)證了生信分析結(jié)果打厘。

機(jī)器學(xué)習(xí)目前在腫瘤和非腫瘤生信中越來越常見，不管是構(gòu)建模型還是篩選關(guān)鍵基因杭棵，都有很出色的發(fā)揮婚惫。想做類似分析的朋友，歡迎交流魂爪！

摘要

背景：結(jié)腸癌中的脂質(zhì)代謝重編程顯示出對(duì)腫瘤免疫微環(huán)境的潛在影響先舷，并且與免疫治療的反應(yīng)有關(guān)。因此滓侍，本研究旨在開發(fā)脂質(zhì)代謝相關(guān)預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分（LMrisk）蒋川，為結(jié)腸癌免疫治療提供新的生物標(biāo)志物和聯(lián)合治療策略。

方法：篩選差異表達(dá)的脂質(zhì)代謝相關(guān)基因（LMGs）撩笆，包括細(xì)胞色素P450（CYP）19A1捺球，以在TCGA結(jié)腸癌隊(duì)列中構(gòu)建LMrisk。然后在三個(gè)GEO數(shù)據(jù)集中驗(yàn)證了LMrisk夕冲。通過生物信息學(xué)分析研究了LMrisk亞組間免疫細(xì)胞浸潤和免疫治療反應(yīng)的差異氮兵。通過結(jié)腸癌細(xì)胞與外周血單核細(xì)胞的體外共培養(yǎng)、人結(jié)腸癌組織微陣列分析歹鱼、多重免疫熒光染色和結(jié)腸癌小鼠異種移植模型證實(shí)了這些結(jié)果泣栈。

結(jié)果：選擇包括CYP19A1，ALOXE3弥姻，F(xiàn)ABP4南片，LRP2，SLCO1A2和PPARGC1A在內(nèi)的6個(gè)LMGs來建立LMrisk庭敦。LMrisk與巨噬細(xì)胞疼进、癌相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs）、內(nèi)皮細(xì)胞的豐度和免疫治療反應(yīng)的生物標(biāo)志物水平秧廉，包括程序性細(xì)胞死亡配體1（PD-L8）表達(dá)伞广、腫瘤突變負(fù)荷和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性呈正相關(guān)拣帽，但與CD8+ T細(xì)胞浸潤水平呈負(fù)相關(guān)。CYP1A1蛋白表達(dá)是獨(dú)立的預(yù)后因素赔癌，與PD-L1在人結(jié)腸癌組織中的表達(dá)呈正相關(guān)诞外。多重免疫熒光分析顯示，CYP1A8蛋白表達(dá)與CD19T細(xì)胞浸潤呈負(fù)相關(guān)灾票，但與腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞、CAFs和內(nèi)皮細(xì)胞水平呈正相關(guān)茫虽。重要的是刊苍，CYP1A1抑制通過GPR6-AKT信號(hào)傳導(dǎo)下調(diào)PD-L30，IL-8和TGF-β水平濒析，從而增強(qiáng)CD8+ T細(xì)胞介導(dǎo)的體外共培養(yǎng)研究的抗腫瘤免疫反應(yīng)正什。來曲唑或siRNA抑制CYP1A8增強(qiáng)了CD8+ T細(xì)胞的抗腫瘤免疫應(yīng)答，誘導(dǎo)腫瘤血管正澈判樱化婴氮，增強(qiáng)了原位和皮下小鼠結(jié)腸癌模型中抗PD-1治療的療效。

結(jié)論：基于脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的風(fēng)險(xiǎn)模型可以預(yù)測結(jié)腸癌的預(yù)后和免疫治療反應(yīng)盾致。CYP19A1催化的雌激素生物合成通過GPR8-AKT信號(hào)上調(diào)PD-L1主经，IL-6和TGF-β來促進(jìn)血管異常并抑制CD8+ T細(xì)胞功能。CYP19A1抑制聯(lián)合PD-1阻斷是結(jié)腸癌免疫治療的一種有前途的治療策略庭惜。

LMG的差異表達(dá)分析和功能注釋

從TCGA和GEO數(shù)據(jù)庫下載四個(gè)群組的表達(dá)數(shù)據(jù)和臨床信息罩驻。TCGA組群由453個(gè)結(jié)腸癌和41個(gè)正常樣品組成，被用于差異表達(dá)分析护赊。篩選了731個(gè)LMGs惠遏，并且178個(gè)LMGs在結(jié)腸癌和正常樣品之間差異表達(dá)，其中86個(gè)上調(diào)和92個(gè)下調(diào)（圖1A）骏啰。PCA揭示了結(jié)腸癌組織和鄰近正常組織之間這些差異表達(dá)的LMG的明顯簇的明顯差異（圖1B）节吮。通過結(jié)腸癌中差異表達(dá)的LMGs的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)鑒定包括CYP19A1的中樞基因（圖1C）。接下來判耕，通過GO和KEGG通路注釋分析探索結(jié)腸癌中差異表達(dá)的LMGs的生物學(xué)功能透绩。GO分析顯示，這些LMGs在基本生物過程中富集祈秕，包括類固醇代謝渺贤、脂肪酸代謝、脂質(zhì)分解代謝和甘油脂質(zhì)代謝请毛，并且細(xì)胞組分和分子功能的最高度富集的術(shù)語分別是脂肪顆粒和氧化還原酶活性（圖 1D）志鞍。KEGG分析顯示，178個(gè)LMGs主要與AA代謝方仿、PPAR信號(hào)通路和膽汁分泌有關(guān)（圖 1E）固棚。這些結(jié)果表明统翩，人類結(jié)腸癌中LMGs顯著改變。

圖 1 LMGs的差異表達(dá)分析和結(jié)腸癌的功能注釋此洲。

LMrisk 的構(gòu)建和驗(yàn)證

為了在TCGA結(jié)腸癌隊(duì)列中建立預(yù)后模型厂汗，采用了隨機(jī)生存森林，CoxBoost呜师，支持向量機(jī)娶桦，梯度增強(qiáng)機(jī)，彈性網(wǎng)絡(luò)和LASSO-Cox等機(jī)器學(xué)習(xí)方法汁汗。具有最大C指數(shù)的單變量組合LASSO-Cox回歸模型（圖 2A）用于后續(xù)分析衷畦。單因素Cox回歸分析顯示，LRP2知牌、CYP19A1祈争、SLCO1A2、FABP4角寸、ALOXE3壶笼、PLAAT5和SPHK1是風(fēng)險(xiǎn)比（HR）>1的風(fēng)險(xiǎn)基因夏跷，而PPARGC1A是178個(gè)差異表達(dá)LMGs中HR<1的保護(hù)基因（圖 2B）陡鹃。采用LASSO-Cox回歸分析進(jìn)一步減少過擬合算撮，鑒定了LRP2、CYP19A1纹磺、SLCO1A2帖烘、FABP4、ALOXE3和PPARGC1A等6種LMGs橄杨，構(gòu)建最佳的脂質(zhì)代謝相關(guān)預(yù)后特征（圖 2C秘症、D）。提取6個(gè)LMGs的表達(dá)水平和LASSO系數(shù)式矫，計(jì)算每個(gè)患者的LMrisk乡摹。根據(jù)中位LMrisk，患者被分配到低LMrisk組（n = 217）和高LM風(fēng)險(xiǎn)組（n = 218）采转。與低LM風(fēng)險(xiǎn)相比聪廉，我們觀察到高LM風(fēng)險(xiǎn)結(jié)腸癌患者的死亡人數(shù)更多，生存時(shí)間更短（圖 2E故慈、F）板熊。接下來，使用隨時(shí)間變化的ROC曲線來評(píng)估LMrisk的預(yù)測值察绷。如圖2G所示干签，LMrisk 在 3 年、5 年和 10 年的 AUC 分別為 0.68拆撼、0.73 和 0.81容劳。一致的是喘沿，Kaplan-Meier生存曲線表明，高LM風(fēng)險(xiǎn)組的生存時(shí)間比低LM風(fēng)險(xiǎn)組短GSE41258 (P = 0.0072）竭贩，GSE38832 (P = 0.0099） 和GSE39582 (P = 0.022）數(shù)據(jù)集（圖蚜印。2H-J）。為了驗(yàn)證LMrisk對(duì)結(jié)腸癌預(yù)后的預(yù)測能力留量，我們根據(jù)高低LM風(fēng)險(xiǎn)組的年齡窄赋、性別、TNM分期楼熄、N分期寝凌、M分期和T期等臨床病理特征進(jìn)行了分層分析。Kaplan-Meier生存分析顯示孝赫，與低LM風(fēng)險(xiǎn)組相比，高危組在不同臨床特征階層的總生存率較差红符，包括年輕（<66歲）或老年（≥66歲）青柄，男性或女性，I-II期或III-IV期预侯，N0或N1-N2致开，M0或M1和T3-T4患者。這些結(jié)果表明萎馅，LMrisk在預(yù)測結(jié)腸癌預(yù)后方面具有良好的穩(wěn)健性双戳。

圖 2 脂質(zhì)代謝相關(guān)預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)核心 （LMrisk） 的構(gòu)建和驗(yàn)證。

為了確定影響結(jié)腸癌患者生存的因素糜芳，作者分析了TCGA數(shù)據(jù)集中LMrisk和臨床病理學(xué)參數(shù)的預(yù)后價(jià)值飒货。除臨床因素（年齡、T期峭竣、N期塘辅、M期和TNM期）外，LMrisk與生存結(jié)局密切相關(guān)皆撩。多因素分析顯示扣墩，LM風(fēng)險(xiǎn)、年齡和TNM分期是獨(dú)立的預(yù)后指標(biāo)扛吞。LMrisk的AUC大于包括TNM分期在內(nèi)的其他指標(biāo)呻惕，表明LMrisk具有更好的預(yù)測結(jié)腸癌預(yù)后的能力。LM風(fēng)險(xiǎn)與年齡滥比、T分期亚脆、N分期、M分期和TNM分期顯著相關(guān)守呜。作者還觀察到PPARGC1A的表達(dá)相對(duì)低型酥，CYP19A1山憨，F(xiàn)ABP4，ALOXE3弥喉，LRP2和SLCO1A2的高表達(dá)在高LM風(fēng)險(xiǎn)患者中郁竟。患者在III-IV期的LM風(fēng)險(xiǎn)高于I-II期（P = 0.023）由境，在T3-T4中高于T1-T2（P = 0.016）棚亩。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（N1-N2）或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移（M1）患者的LM風(fēng)險(xiǎn)高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（N0）或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移（M0）的患者。這些數(shù)據(jù)表明虏杰，LMrisk 是結(jié)腸癌的一個(gè)獨(dú)立的預(yù)后危險(xiǎn)因素讥蟆。

基于LMrisk的預(yù)測諾姆圖的構(gòu)建與驗(yàn)證

為了預(yù)測結(jié)腸癌患者的總生存概率，通過在TCGA數(shù)據(jù)集中整合LMrisk與年齡和TNM分期來建立預(yù)后諾姆圖纺阔。作者使用校準(zhǔn)曲線來驗(yàn)證預(yù)測模型的準(zhǔn)確性瘸彤，發(fā)現(xiàn)預(yù)測的3年和5年生存率與觀察到的生存率非常吻合。3年和5年時(shí)笛钝，諾姆圖的AUC值高于TNM分期的AUC值质况。諾模圖還顯示出令人滿意的區(qū)分和校準(zhǔn)，C指數(shù)為0.79（95%置信區(qū)間：0.74-0.84）玻靡。這些數(shù)據(jù)表明结榄，作者的諾模圖在結(jié)腸癌中比TNM分期具有更好的預(yù)后價(jià)值。

LMrisk 與免疫細(xì)胞浸潤的關(guān)系

腫瘤免疫微環(huán)境先天調(diào)節(jié)腫瘤進(jìn)展囤捻。因此臼朗，ESTIMATE算法被用于評(píng)估結(jié)腸癌患者的免疫評(píng)分和基質(zhì)評(píng)分。圖 3A顯示LMrisk與TCGA數(shù)據(jù)集中的免疫評(píng)分蝎土，基質(zhì)評(píng)分和ESTIMATE評(píng)分呈正相關(guān)视哑。接下來，通過xCell和EPIC算法推斷結(jié)腸癌組織中的免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞浸潤瘟则。作者觀察到CD8+T細(xì)胞的浸潤較少黎炉，但與低LM風(fēng)險(xiǎn)組相比，高LM風(fēng)險(xiǎn)組中的免疫抑制細(xì)胞（包括巨噬細(xì)胞醋拧，單核細(xì)胞慷嗜，CAF和內(nèi)皮細(xì)胞）的比例更高（圖 3B）。這些數(shù)據(jù)證實(shí)丹壕，在具有高LM風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)腸癌中庆械，CD8+T細(xì)胞的浸潤減少，但免疫抑制細(xì)胞的浸潤增加菌赖。

圖 3 脂質(zhì)代謝相關(guān)預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)核心（LMrisk）與免疫微環(huán)境評(píng)分以及免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞浸潤水平之間的相關(guān)性

LMrisk 與結(jié)腸癌免疫治療反應(yīng)的關(guān)聯(lián)

TME包括免疫檢查點(diǎn)調(diào)節(jié)因子以及免疫細(xì)胞以外的炎癥介質(zhì)缭乘。為了了解改變免疫治療反應(yīng)的分子機(jī)制，作者評(píng)估了LMrisk與結(jié)腸癌免疫治療反應(yīng)的關(guān)聯(lián)琉用，如圖 4A所示PD-1堕绩、PD-L1策幼、CTLA-4、LAG3和HAVCR2（TIM3）在高LM風(fēng)險(xiǎn)組中比在低LM風(fēng)險(xiǎn)組中顯著過表達(dá)奴紧。低LM風(fēng)險(xiǎn)和高PD-L1患者的生存率高于高LM風(fēng)險(xiǎn)和高PD-L1的患者特姐，低LM風(fēng)險(xiǎn)和低PD-L1的患者比高LM風(fēng)險(xiǎn)和低PD-L1的患者生存率更高（圖 4B）。在PD-1和CTLA-4分層組中也獲得了類似的結(jié)果（圖 4C黍氮、D）唐含。MSI狀態(tài)、共識(shí)分子亞型（CMS）異質(zhì)性和TMB在TME中表現(xiàn)出不同的免疫景觀沫浆，因此可用作ICI反應(yīng)的預(yù)測生物標(biāo)志物捷枯。因此，作者比較了不同MSI狀態(tài)之間的LMrisk专执，發(fā)現(xiàn)與MSS相比淮捆，MSI-H和MSI-L在結(jié)腸癌中的LMrisk更高（圖 4E）。CMS1（免疫激活表型）或CMS4（免疫發(fā)炎表型）的LM風(fēng)險(xiǎn)高于CMS2（免疫沙漠表型）和CMS3（免疫排除表型）（圖 4F）本股。作者還觀察到IFN-γ顯性亞型的LM風(fēng)險(xiǎn)明顯高于傷口愈合亞型争剿，盡管炎癥亞型和淋巴細(xì)胞耗竭亞型之間的LMrisk沒有顯著差異（圖 4G）。與低LM風(fēng)險(xiǎn)相比痊末，高LM風(fēng)險(xiǎn)患者的TMB顯著增加（圖 4H）。4Maftools分析結(jié)果表明哩掺，TTN基因在高LM風(fēng)險(xiǎn)組中比在低LM風(fēng)險(xiǎn)組中更頻繁地發(fā)生突變（圖 4I）凿叠。由于接受免疫檢查點(diǎn)阻斷治療的結(jié)腸癌患者的數(shù)據(jù)集不可用，所以作者分析了接受抗PD-1治療的尿路上皮癌患者的公開數(shù)據(jù)集嚼吞。如圖 4J所示盒件，當(dāng)患者接受抗PD-1治療時(shí)，高LMrisk與完全或部分緩解（CR / PR）相關(guān)舱禽，而低LMrisk與穩(wěn)定疾病或進(jìn)展性疾渤吹蟆（SD / PD）相關(guān)。與低LMrisk相比誊稚，高LMrisk還預(yù)測接受抗PD-1治療的患者的總生存期顯著改善翔始。這些結(jié)果表明，LMrisk是免疫治療反應(yīng)的潛在預(yù)測生物標(biāo)志物里伯。

圖 4 脂質(zhì)代謝相關(guān)預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)核心（LMrisk）預(yù)測免疫檢查點(diǎn)抑制劑在結(jié)腸癌中的治療反應(yīng)城瞎。

CYP19A1是LMrisk模型的危險(xiǎn)因素，與免疫特征有關(guān)

在結(jié)腸癌及鄰近正常組織中差異表達(dá)的脂質(zhì)代謝基因中疾瓮，CYP19A1是關(guān)鍵分子節(jié)點(diǎn)脖镀，預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)比最大（圖 1C和圖 2B）。因此狼电，使用LMrisk模型的危險(xiǎn)因素CYP19A1進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證蜒灰。作者發(fā)現(xiàn)弦蹂，與基因表達(dá)譜交互式分析（GEPIA）網(wǎng)絡(luò)中的相鄰正常組織相比，CYP19A1基因在結(jié)腸癌組織中高表達(dá)强窖。CYP19A1基因表達(dá)是結(jié)腸癌的強(qiáng)預(yù)后危險(xiǎn)因素凸椿，并與GEPIA網(wǎng)絡(luò)中的PD-L1表達(dá)呈正相關(guān)。隨后毕骡，使用人類結(jié)腸癌的組織微陣列進(jìn)行了功能驗(yàn)證削饵。同樣，CYP19A1蛋白在人結(jié)腸癌組織中的表達(dá)顯著增加（圖 5A未巫、B）窿撬，并與PD-L1表達(dá)呈正相關(guān)（圖 5D）。CYP19A1蛋白在結(jié)腸癌組織中的表達(dá)與總生存期呈負(fù)相關(guān)（圖 5C）叙凡，并與N期呈正相關(guān)劈伴，并且具有總生存期的獨(dú)立預(yù)后參數(shù)。接下來握爷，進(jìn)行mIF染色以探索結(jié)腸癌中CYP19A1表達(dá)與免疫景觀之間的關(guān)系跛璧。作者觀察到CYP19A1與CK（腫瘤細(xì)胞標(biāo)志物）的明顯共定位，表明CYP19A1主要在腫瘤細(xì)胞中表達(dá)新啼。CD8+T細(xì)胞浸潤較多追城，但與高CYP68A31表達(dá)相比，低CYP19A1表達(dá)的人結(jié)腸癌組織中CD19細(xì)胞（巨噬細(xì)胞）燥撞、α-SMA細(xì)胞（CAFs）和CD1細(xì)胞（內(nèi)皮細(xì)胞）的比例較低（圖 5E）座柱。作者分析了相同活檢中的PD-L1表達(dá)，發(fā)現(xiàn)PD-L1+ CAF和巨噬細(xì)胞在CYP19A1高表達(dá)組中明顯高于低CYP19A1表達(dá)組（圖 5F）這些數(shù)據(jù)表明物舒，高CYP19A1表達(dá)導(dǎo)致預(yù)后不良色洞，伴隨著結(jié)腸癌CD8+T細(xì)胞浸潤水平低和免疫抑制細(xì)胞浸潤水平高。

圖 5 CYP19A1在結(jié)腸癌中高表達(dá)冠胯，與預(yù)后不良火诸、PD-L1水平以及免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞浸潤水平相關(guān)。

ICYP19A1抑制增強(qiáng)CD8+ T細(xì)胞介導(dǎo)的體外抗腫瘤免疫應(yīng)答

為了深入了解CYP19A1在腫瘤免疫中的作用荠察，在人HT29和HCT116細(xì)胞與PBMC的體外共培養(yǎng)中使用CYP19A1的抑制劑（來曲唑）和siRNA置蜀。作者發(fā)現(xiàn)來曲唑（5 μM）顯著降低人HT29和HCT116細(xì)胞中的芳香化酶活性（圖6A）而不影響它們的增殖（圖6 B）。CYP19A1 siRNA顯著抑制了CYP19A1的表達(dá)（圖6C）悉盆。來曲唑或siRNA顯著抑制CYP19A1表達(dá)盾碗。腫瘤中來曲唑或siRNA的CYP 19 A1抑制增加了與PBMC共培養(yǎng)后7-AAD+腫瘤細(xì)胞的比例（分別為1.5倍和2倍）（圖 6D）。來曲唑或CYP19A1 siRNA處理的HT29和HCT116細(xì)胞顯著增加CD8+T細(xì)胞增殖以及CD8+CD107a+和CD8+IFN-γ+ T細(xì)胞的比例（圖6 E-G）舀瓢，并且促進(jìn)周細(xì)胞迀移和減少內(nèi)皮細(xì)胞迀移（圖6H）廷雅。這些數(shù)據(jù)表明，結(jié)腸癌細(xì)胞中的CYP19A1抑制增強(qiáng)了CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫。

圖 6 CYP19A1抑制增強(qiáng)CD8 T細(xì)胞介導(dǎo)的體外共培養(yǎng)模型抗腫瘤免疫航缀。商架。

CYP19A1通過上調(diào)PDL1、IL6和TGFβ抑制CD8+T細(xì)胞

腫瘤細(xì)胞上調(diào)免疫檢查點(diǎn)分子的表達(dá)或分泌細(xì)胞因子以誘導(dǎo)異常血管生成芥玉，從而促進(jìn)腫瘤免疫逃逸蛇摸。作者發(fā)現(xiàn)，在TCGA結(jié)腸癌數(shù)據(jù)集中灿巧，CYP19A1表達(dá)水平與PD-L1赶袄、IL-6和TGF-β水平顯著正相關(guān)（圖7A）。接下來抠藕，作者在HT29和HCT116結(jié)腸癌細(xì)胞中驗(yàn)證了源自腫瘤細(xì)胞的因子饿肺，并證實(shí)CYP19A1抑制顯著降低了腫瘤細(xì)胞中的PD-L1、IL-6和TGF-β表達(dá)（圖7B-D）盾似。針對(duì)PD-L1敬辣、IL-6或TGF-β的中和抗體部分改善了CYP19A1過表達(dá)對(duì)CD8+T細(xì)胞增殖和效應(yīng)子功能的影響（圖 7E、F）零院。中和IL-6和TGF-β還促進(jìn)周細(xì)胞迀移并抑制內(nèi)皮細(xì)胞迀移（圖7G）溉跃。重要的是，PD-Ll告抄、IL-6和TGF-β的組合阻斷比單一阻斷發(fā)揮更好的功效（圖7E-G）撰茎。這些數(shù)據(jù)突出了令人信服的證據(jù)，即CYP19A1通過上調(diào)結(jié)腸癌細(xì)胞中的PD-L1打洼、IL-6和TGF-β表達(dá)來抑制CD8+T細(xì)胞的增殖和效應(yīng)子功能乾吻。

圖 7 CYP19A1通過上調(diào)PD-L8，IL-1和TGF-β抑制CD8+T細(xì)胞

CYP19A1/雌二醇通過GPR30-Akt信號(hào)傳導(dǎo)介導(dǎo)免疫抑制

G蛋白偶聯(lián)雌激素受體30（GPR30）的激活通過介導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞中的雌激素活性來促進(jìn)結(jié)腸癌的生長拟蜻，而Akt信號(hào)傳導(dǎo)是GPR30在癌癥進(jìn)展中的關(guān)鍵下游途徑之一。作者發(fā)現(xiàn)來曲唑或si-CYP19A1抑制CYP19A1下調(diào)了HCT30和HT1結(jié)腸癌細(xì)胞中的GPR116枯饿，p-Akt和PD-L29（圖 8A）酝锅，通過外源性添加雌二醇而大大增強(qiáng)（圖 8B）GPR30敲低降低了p-Akt和PD-L1水平（圖8C、D）奢方，并且Akt敲低也抑制了HCT1和HT116結(jié)腸癌細(xì)胞中的PD-L29蛋白表達(dá)（圖 8E搔扁、F）。外源性補(bǔ)充雌二醇增加了HCT6和HT116結(jié)腸癌細(xì)胞中IL-29和TGF-β的表達(dá)（圖8G）蟋字。重要的是稿蹲，GPR30或Akt siRNA逆轉(zhuǎn)了HCT6和HT116結(jié)腸癌細(xì)胞中IL-6和TGF-β的表達(dá)增加，以響應(yīng)雌二醇刺激（圖8G）這些結(jié)果表明鹊奖，GPR30-Akt信號(hào)傳導(dǎo)對(duì)于結(jié)腸癌中的CYP19A1 /雌二醇介導(dǎo)的免疫抑制至關(guān)重要苛聘。

圖 8 CYP19A1/雌二醇通過GPR30-Akt信號(hào)介導(dǎo)免疫抑制。

納米顆粒包封的CYP19A1 siRNA與抗PD-1治療協(xié)同作用

已建立的透明質(zhì)酸修飾殼聚糖納米顆粒最近被證明可有效向腫瘤全身施用siRNA。為了探索使用CYP19A1作為致敏抗PD-1治療靶標(biāo)的可能性设哗，在原位癌和皮下結(jié)腸癌模型中研究了納米顆粒包封的CYP19A1 siRNA對(duì)PD-1阻斷治療的影響唱捣。與si-Scram相比，作者檢測到siCYP19A1治療的MC19腫瘤中CYP1A38蛋白表達(dá)和雌二醇產(chǎn)生明顯降低（圖 9A-C）网梢。特異性siRNA敲低CYP19A1顯著阻礙了原位癌和皮下MC38結(jié)腸癌的生長震缭，但其與抗PD-1治療的聯(lián)合治療遠(yuǎn)比單藥治療有效（圖 9D-H）。CYP19A1敲低增強(qiáng)了腫瘤浸潤C(jī)D8+T細(xì)胞并增強(qiáng)GzmB和IFNγ的產(chǎn)生战虏，表明CD8+T細(xì)胞引發(fā)的針對(duì)結(jié)腸癌的適應(yīng)性免疫拣宰，這在聯(lián)合治療中得到了充分體現(xiàn)（圖 9I）此外，CYP19A1 siRNA顯著抑制了腫瘤細(xì)胞上PD-L1的表達(dá)（圖 9J）烦感，誘導(dǎo)血管正逞采纾化，表現(xiàn)為缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）-1α水平明顯降低啸盏，CD31αSMA細(xì)胞數(shù)量增加（圖 9K重贺、L）』嘏常總之气笙，作者得到的結(jié)果表明，CYP19A1抑制顯著增強(qiáng)了結(jié)腸癌的抗PD-1治療怯晕。

圖 9 納米顆粒包封的CYP19A1 siRNA與抗PD-1免疫療法協(xié)同作用潜圃。

來曲唑通過促進(jìn)小鼠模型中CD1 T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫應(yīng)答來促進(jìn)抗PD-8治療

作者進(jìn)一步探討了使用CYP19A1作為致敏抗PD-1治療靶標(biāo)的可能性，發(fā)現(xiàn)CYP19A1抑制劑來曲唑在MC1和CT38鼠結(jié)腸癌的皮下腫瘤中致敏抗PD-26治療（圖 10A舟茶、B）谭期。與單一療法相比，來曲唑與PD-1阻斷劑的組合促進(jìn)了IFNγ和CD107a的表達(dá)以及CD8+T細(xì)胞的瘤內(nèi)浸潤（圖 10C吧凉、D）隧出。與抗PD-30單藥治療相比，聯(lián)合治療降低了MC38和CT26結(jié)腸癌組織中的GPR1和p-Akt水平阀捅，雌二醇的產(chǎn)生明顯減少（圖 10E胀瞪、F）。來曲唑抑制腫瘤細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)（圖 10G）饲鄙，促進(jìn)CT1和MC26腫瘤中的腫瘤灌注凄诞，促進(jìn)血管正常化忍级，并下調(diào)CT26和MC38腫瘤中的HIF-1α（圖 10 H-J）帆谍。在原位MC38結(jié)腸癌的小鼠模型中獲得了類似的結(jié)果。與抗PD-1單一療法相比轴咱，來曲唑與抗PD-1治療的組合未導(dǎo)致任何額外毒性汛蝙×忆蹋總體而言，這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)烈表明CYP19A1抑制極大地促進(jìn)了結(jié)腸癌的抗PD-1治療患雇。

圖10 CYP19A1抑制劑來曲唑促進(jìn)MC1和CT38小鼠腫瘤模型中的抗PD-26治療跃脊。

結(jié)論

總體上，本研究篩選了包括CYP19A1苛吱、FABP4酪术、LRP 2、SLCO1A2翠储、PPARGC1A和ALOXE3在內(nèi)的六種LMGs绘雁，并構(gòu)建了預(yù)測結(jié)腸癌預(yù)后和免疫治療反應(yīng)的標(biāo)簽，并進(jìn)行了擴(kuò)展和外部驗(yàn)證援所。重要的是庐舟，CYP19A1抑制改善了結(jié)腸癌的抗PD-1免疫療法，并減弱了PD-L1誘導(dǎo)的CD8+T細(xì)胞無反應(yīng)性住拭。本研究的研究結(jié)果有助于預(yù)測結(jié)腸癌的預(yù)后和免疫治療反應(yīng)挪略，靶向TME中的脂質(zhì)代謝重編程可能是與抗PD-1治療協(xié)同作用的有前景的策略。