生信小課堂

大家好庐氮！今天給大家介紹一篇關(guān)于脂質(zhì)代謝的的生信文章。作者首先通過(guò)TCGA隊(duì)列作為訓(xùn)練集宋彼，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)弄砍，然后在三個(gè)GEO測(cè)試集中驗(yàn)證了該模型的預(yù)后價(jià)值。并且通過(guò)結(jié)腸癌細(xì)胞與外周血單核細(xì)胞的體外共培養(yǎng)输涕、人結(jié)腸癌組織微陣列分析音婶、多重免疫熒光染色和結(jié)腸癌小鼠異種移植模型，驗(yàn)證了生信分析結(jié)果莱坎。

機(jī)器學(xué)習(xí)目前在腫瘤和非腫瘤生信中越來(lái)越常見(jiàn)衣式，不管是構(gòu)建模型還是篩選關(guān)鍵基因，都有很出色的發(fā)揮檐什。想做類(lèi)似分析的朋友碴卧，歡迎交流！
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)境的潛在影響乃正，并且與免疫治療的反應(yīng)有關(guān)住册。因此，本研究旨在開(kāi)發(fā)脂質(zhì)代謝相關(guān)預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分（LMrisk）瓮具，為結(jié)腸癌免疫治療提供新的生物標(biāo)志物和聯(lián)合治療策略荧飞。

方法：篩選差異表達(dá)的脂質(zhì)代謝相關(guān)基因（LMGs），包括細(xì)胞色素P450（CYP）19A1名党，以在TCGA結(jié)腸癌隊(duì)列中構(gòu)建LMrisk叹阔。然后在三個(gè)GEO數(shù)據(jù)集中驗(yàn)證了LMrisk。通過(guò)生物信息學(xué)分析研究了LMrisk亞組間免疫細(xì)胞浸潤(rùn)和免疫治療反應(yīng)的差異传睹。通過(guò)結(jié)腸癌細(xì)胞與外周血單核細(xì)胞的體外共培養(yǎng)耳幢、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證實(shí)了這些結(jié)果蒋歌。

結(jié)果：選擇包括CYP19A1帅掘，ALOXE3委煤，F(xiàn)ABP4，LRP2修档，SLCO1A2和PPARGC1A在內(nèi)的6個(gè)LMGs來(lái)建立LMrisk碧绞。LMrisk與巨噬細(xì)胞、癌相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAFs）吱窝、內(nèi)皮細(xì)胞的豐度和免疫治療反應(yīng)的生物標(biāo)志物水平讥邻，包括程序性細(xì)胞死亡配體1（PD-L8）表達(dá)、腫瘤突變負(fù)荷和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性呈正相關(guān)院峡，但與CD8+ T細(xì)胞浸潤(rùn)水平呈負(fù)相關(guān)兴使。CYP1A1蛋白表達(dá)是獨(dú)立的預(yù)后因素，與PD-L1在人結(jié)腸癌組織中的表達(dá)呈正相關(guān)照激。多重免疫熒光分析顯示发魄，CYP1A8蛋白表達(dá)與CD19T細(xì)胞浸潤(rùn)呈負(fù)相關(guān)，但與腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞俩垃、CAFs和內(nèi)皮細(xì)胞水平呈正相關(guān)励幼。重要的是，CYP1A1抑制通過(guò)GPR6-AKT信號(hào)傳導(dǎo)下調(diào)PD-L30口柳，IL-8和TGF-β水平苹粟，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)。來(lái)曲唑或siRNA抑制CYP1A8增強(qiáng)了CD8+ T細(xì)胞的抗腫瘤免疫應(yīng)答跃闹，誘導(dǎo)腫瘤血管正城断鳎化，增強(qiáng)了原位和皮下小鼠結(jié)腸癌模型中抗PD-1治療的療效望艺。

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(cè)結(jié)腸癌的預(yù)后和免疫治療反應(yīng)苛秕。CYP19A1催化的雌激素生物合成通過(guò)GPR8-AKT信號(hào)上調(diào)PD-L1，IL-6和TGF-β來(lái)促進(jìn)血管異常并抑制CD8+ T細(xì)胞功能荣茫。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想帅。

LMG的差異表達(dá)分析和功能注釋

從TCGA和GEO數(shù)據(jù)庫(kù)下載四個(gè)群組的表達(dá)數(shù)據(jù)和臨床信息。TCGA組群由453個(gè)結(jié)腸癌和41個(gè)正常樣品組成啡莉，被用于差異表達(dá)分析。篩選了731個(gè)LMGs旨剥，并且178個(gè)LMGs在結(jié)腸癌和正常樣品之間差異表達(dá)咧欣，其中86個(gè)上調(diào)和92個(gè)下調(diào)（圖1A）。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）轨帜。通過(guò)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）魄咕。接下來(lái)，通過(guò)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)功能蚌父。GO分析顯示哮兰，這些LMGs在基本生物過(guò)程中富集毛萌，包括類(lèi)固醇代謝、脂肪酸代謝喝滞、脂質(zhì)分解代謝和甘油脂質(zhì)代謝阁将，并且細(xì)胞組分和分子功能的最高度富集的術(shù)語(yǔ)分別是脂肪顆粒和氧化還原酶活性（圖 1D）。KEGG分析顯示右遭，178個(gè)LMGs主要與AA代謝做盅、PPAR信號(hào)通路和膽汁分泌有關(guān)（圖 1E）。這些結(jié)果表明窘哈，人類(lèi)結(jié)腸癌中LMGs顯著改變吹榴。

圖 1 LMGs的差異表達(dá)分析和結(jié)腸癌的功能注釋。

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)后模型滚婉，采用了隨機(jī)生存森林图筹，CoxBoost，支持向量機(jī)让腹，梯度增強(qiáng)機(jī)婿斥，彈性網(wǎng)絡(luò)和LASSO-Cox等機(jī)器學(xué)習(xí)方法。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)分析哨鸭。單因素Cox回歸分析顯示民宿，LRP2、CYP19A1像鸡、SLCO1A2活鹰、FABP4、ALOXE3只估、PLAAT5和SPHK1是風(fēng)險(xiǎn)比（HR）>1的風(fēng)險(xiǎn)基因志群，而PPARGC1A是178個(gè)差異表達(dá)LMGs中HR<1的保護(hù)基因（圖 2B）。采用LASSO-Cox回歸分析進(jìn)一步減少過(guò)擬合蛔钙，鑒定了LRP2锌云、CYP19A1、SLCO1A2吁脱、FABP4桑涎、ALOXE3和PPARGC1A等6種LMGs，構(gòu)建最佳的脂質(zhì)代謝相關(guān)預(yù)后特征（圖 2C兼贡、D）攻冷。提取6個(gè)LMGs的表達(dá)水平和LASSO系數(shù)，計(jì)算每個(gè)患者的LMrisk遍希。根據(jù)中位LMrisk等曼，患者被分配到低LMrisk組（n = 217）和高LM風(fēng)險(xiǎn)組（n = 218）。與低LM風(fēng)險(xiǎn)相比，我們觀察到高LM風(fēng)險(xiǎn)結(jié)腸癌患者的死亡人數(shù)更多禁谦，生存時(shí)間更短（圖 2E胁黑、F）。接下來(lái)州泊，使用隨時(shí)間變化的ROC曲線來(lái)評(píng)估LMrisk的預(yù)測(cè)值丧蘸。如圖2G所示，LMrisk 在 3 年拥诡、5 年和 10 年的 AUC 分別為 0.68触趴、0.73 和 0.81。一致的是渴肉，Kaplan-Meier生存曲線表明冗懦，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），GSE38832 (P = 0.0099） 和GSE39582 (P = 0.022）數(shù)據(jù)集（圖仇祭。2H-J）披蕉。為了驗(yàn)證LMrisk對(duì)結(jié)腸癌預(yù)后的預(yù)測(cè)能力，我們根據(jù)高低LM風(fēng)險(xiǎn)組的年齡乌奇、性別没讲、TNM分期、N分期礁苗、M分期和T期等臨床病理特征進(jìn)行了分層分析爬凑。Kaplan-Meier生存分析顯示，與低LM風(fēng)險(xiǎn)組相比试伙，高危組在不同臨床特征階層的總生存率較差嘁信，包括年輕（<66歲）或老年（≥66歲），男性或女性疏叨，I-II期或III-IV期潘靖，N0或N1-N2，M0或M1和T3-T4患者蚤蔓。這些結(jié)果表明卦溢，LMrisk在預(yù)測(cè)結(jié)腸癌預(yù)后方面具有良好的穩(wěn)健性。

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)證秀又。

為了確定影響結(jié)腸癌患者生存的因素单寂，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。除臨床因素（年齡涮坐、T期凄贩、N期、M期和TNM期）外袱讹，LMrisk與生存結(jié)局密切相關(guān)。多因素分析顯示，LM風(fēng)險(xiǎn)捷雕、年齡和TNM分期是獨(dú)立的預(yù)后指標(biāo)椒丧。LMrisk的AUC大于包括TNM分期在內(nèi)的其他指標(biāo)，表明LMrisk具有更好的預(yù)測(cè)結(jié)腸癌預(yù)后的能力救巷。LM風(fēng)險(xiǎn)與年齡壶熏、T分期、N分期浦译、M分期和TNM分期顯著相關(guān)棒假。作者還觀察到PPARGC1A的表達(dá)相對(duì)低，CYP19A1精盅，F(xiàn)ABP4帽哑，ALOXE3，LRP2和SLCO1A2的高表達(dá)在高LM風(fēng)險(xiǎn)患者中叹俏∑拚恚患者在III-IV期的LM風(fēng)險(xiǎn)高于I-II期（P = 0.023），在T3-T4中高于T1-T2（P = 0.016）粘驰。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(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（N0）或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移（M0）的患者屡谐。這些數(shù)據(jù)表明，LMrisk 是結(jié)腸癌的一個(gè)獨(dú)立的預(yù)后危險(xiǎn)因素蝌数。

基于LMrisk的預(yù)測(cè)諾姆圖的構(gòu)建與驗(yàn)證

為了預(yù)測(cè)結(jié)腸癌患者的總生存概率愕掏，通過(guò)在TCGA數(shù)據(jù)集中整合LMrisk與年齡和TNM分期來(lái)建立預(yù)后諾姆圖。作者使用校準(zhǔn)曲線來(lái)驗(yàn)證預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性顶伞，發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)的3年和5年生存率與觀察到的生存率非常吻合饵撑。3年和5年時(shí)，諾姆圖的AUC值高于TNM分期的AUC值枝哄。諾模圖還顯示出令人滿意的區(qū)分和校準(zhǔn)肄梨，C指數(shù)為0.79（95%置信區(qū)間：0.74-0.84）。這些數(shù)據(jù)表明挠锥，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)值众羡。

LMrisk 與免疫細(xì)胞浸潤(rùn)的關(guān)系

腫瘤免疫微環(huán)境先天調(diào)節(jié)腫瘤進(jìn)展。因此蓖租，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)分粱侣。圖 3A顯示LMrisk與TCGA數(shù)據(jù)集中的免疫評(píng)分，基質(zhì)評(píng)分和ESTIMATE評(píng)分呈正相關(guān)蓖宦。接下來(lái)齐婴，通過(guò)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(rùn)。作者觀察到CD8+T細(xì)胞的浸潤(rùn)較少稠茂，但與低LM風(fēng)險(xiǎn)組相比柠偶，高LM風(fēng)險(xiǎn)組中的免疫抑制細(xì)胞（包括巨噬細(xì)胞情妖，單核細(xì)胞，CAF和內(nèi)皮細(xì)胞）的比例更高（圖 3B）诱担。這些數(shù)據(jù)證實(shí)毡证，在具有高LM風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)腸癌中，CD8+T細(xì)胞的浸潤(rùn)減少蔫仙，但免疫抑制細(xì)胞的浸潤(rùn)增加料睛。

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(rùn)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)。為了了解改變免疫治療反應(yīng)的分子機(jī)制摇邦，作者評(píng)估了LMrisk與結(jié)腸癌免疫治療反應(yīng)的關(guān)聯(lián)恤煞，如圖 4A所示PD-1、PD-L1施籍、CTLA-4居扒、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(guò)表達(dá)。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的患者法梯，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）苔货。在PD-1和CTLA-4分層組中也獲得了類(lèi)似的結(jié)果（圖 4C、D）立哑。MSI狀態(tài)夜惭、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，因此可用作ICI反應(yīng)的預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物铛绰。因此诈茧，作者比較了不同MSI狀態(tài)之間的LMrisk，發(fā)現(xiàn)與MSS相比捂掰，MSI-H和MSI-L在結(jié)腸癌中的LMrisk更高（圖 4E）敢会。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）。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这嚣，盡管炎癥亞型和淋巴細(xì)胞耗竭亞型之間的LMrisk沒(méi)有顯著差異（圖 4G）鸥昏。與低LM風(fēng)險(xiǎn)相比，高LM風(fēng)險(xiǎn)患者的TMB顯著增加（圖 4H）姐帚。4Maftools分析結(jié)果表明吏垮，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）。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)集不可用罐旗，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(kāi)數(shù)據(jù)集膳汪。如圖 4J所示，當(dāng)患者接受抗PD-1治療時(shí)九秀，高LMrisk與完全或部分緩解（CR / PR）相關(guān)遗嗽，而低LMrisk與穩(wěn)定疾病或進(jìn)展性疾病（SD / PD）相關(guān)鼓蜒。與低LMrisk相比痹换，高LMrisk還預(yù)測(cè)接受抗PD-1治療的患者的總生存期顯著改善征字。這些結(jié)果表明，LMrisk是免疫治療反應(yīng)的潛在預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物晴音。

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

CYP19A1是LMrisk模型的危險(xiǎn)因素缔杉，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)代謝基因中锤躁，CYP19A1是關(guān)鍵分子節(jié)點(diǎn)，預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)比最大（圖 1C和圖 2B）或详。因此系羞，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。作者發(fā)現(xiàn)霸琴，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椒振，CYP19A1基因在結(jié)腸癌組織中高表達(dá)。CYP19A1基因表達(dá)是結(jié)腸癌的強(qiáng)預(yù)后危險(xiǎn)因素梧乘，并與GEPIA網(wǎng)絡(luò)中的PD-L1表達(dá)呈正相關(guān)澎迎。隨后，使用人類(lèi)結(jié)腸癌的組織微陣列進(jìn)行了功能驗(yàn)證选调。同樣夹供，CYP19A1蛋白在人結(jié)腸癌組織中的表達(dá)顯著增加（圖 5A、B）仁堪，并與PD-L1表達(dá)呈正相關(guān)（圖 5D）哮洽。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），并與N期呈正相關(guān)弦聂，并且具有總生存期的獨(dú)立預(yù)后參數(shù)鸟辅。接下來(lái)，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)系莺葫。作者觀察到CYP19A1與CK（腫瘤細(xì)胞標(biāo)志物）的明顯共定位匪凉，表明CYP19A1主要在腫瘤細(xì)胞中表達(dá)。CD8+T細(xì)胞浸潤(rùn)較多捺檬，但與高CYP68A31表達(dá)相比再层，低CYP19A1表達(dá)的人結(jié)腸癌組織中CD19細(xì)胞（巨噬細(xì)胞）、α-SMA細(xì)胞（CAFs）和CD1細(xì)胞（內(nèi)皮細(xì)胞）的比例較低（圖 5E）欺冀。作者分析了相同活檢中的PD-L1表達(dá)树绩，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，高CYP19A1表達(dá)導(dǎo)致預(yù)后不良隐轩，伴隨著結(jié)腸癌CD8+T細(xì)胞浸潤(rùn)水平低和免疫抑制細(xì)胞浸潤(rùn)水平高饺饭。

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

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鹊杖，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(lái)曲唑）和siRNA。作者發(fā)現(xiàn)來(lái)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）扛芽。CYP19A1 siRNA顯著抑制了CYP19A1的表達(dá)（圖6C）骂蓖。來(lái)曲唑或siRNA顯著抑制CYP19A1表達(dá)。腫瘤中來(lái)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）川尖。來(lái)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）登下，并且促進(jìn)周細(xì)胞迀移和減少內(nèi)皮細(xì)胞迀移（圖6H）。這些數(shù)據(jù)表明叮喳，結(jié)腸癌細(xì)胞中的CYP19A1抑制增強(qiáng)了CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫被芳。

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。馍悟。

CYP19A1通過(guò)上調(diào)PDL1畔濒、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，從而促進(jìn)腫瘤免疫逃逸锣咒。作者發(fā)現(xiàn)侵状，在TCGA結(jié)腸癌數(shù)據(jù)集中，CYP19A1表達(dá)水平與PD-L1毅整、IL-6和TGF-β水平顯著正相關(guān)（圖7A）趣兄。接下來(lái)，作者在HT29和HCT116結(jié)腸癌細(xì)胞中驗(yàn)證了源自腫瘤細(xì)胞的因子毛嫉，并證實(shí)CYP19A1抑制顯著降低了腫瘤細(xì)胞中的PD-L1诽俯、IL-6和TGF-β表達(dá)（圖7B-D）。針對(duì)PD-L1承粤、IL-6或TGF-β的中和抗體部分改善了CYP19A1過(guò)表達(dá)對(duì)CD8+T細(xì)胞增殖和效應(yīng)子功能的影響（圖 7E暴区、F）。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）辛臊。重要的是仙粱，PD-Ll、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）彻舰。這些數(shù)據(jù)突出了令人信服的證據(jù)伐割，即CYP19A1通過(guò)上調(diào)結(jié)腸癌細(xì)胞中的PD-L1、IL-6和TGF-β表達(dá)來(lái)抑制CD8+T細(xì)胞的增殖和效應(yīng)子功能刃唤。

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

CYP19A1/雌二醇通過(guò)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(guò)介導(dǎo)結(jié)腸癌細(xì)胞中的雌激素活性來(lái)促進(jìn)結(jié)腸癌的生長(zhǎng)，而Akt信號(hào)傳導(dǎo)是GPR30在癌癥進(jìn)展中的關(guān)鍵下游途徑之一尚胞。作者發(fā)現(xiàn)來(lái)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硬霍，p-Akt和PD-L29（圖 8A），通過(guò)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笼裳、D）唯卖，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粱玲、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）拜轨。重要的是抽减，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)果表明橄碾，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)重要卵沉。

圖 8 CYP19A1/雌二醇通過(guò)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堪嫂。為了探索使用CYP19A1作為致敏抗PD-1治療靶標(biāo)的可能性偎箫，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。與si-Scram相比皆串，作者檢測(cè)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）。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(zhǎng)眉枕，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）恶复。CYP19A1敲低增強(qiáng)了腫瘤浸潤(rùn)C(jī)D8+T細(xì)胞并增強(qiáng)GzmB和IFNγ的產(chǎn)生，表明CD8+T細(xì)胞引發(fā)的針對(duì)結(jié)腸癌的適應(yīng)性免疫速挑，這在聯(lián)合治療中得到了充分體現(xiàn)（圖 9I）此外谤牡，CYP19A1 siRNA顯著抑制了腫瘤細(xì)胞上PD-L1的表達(dá)（圖 9J），誘導(dǎo)血管正忱驯Γ化翅萤，表現(xiàn)為缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）-1α水平明顯降低，CD31αSMA細(xì)胞數(shù)量增加（圖 9K腊满、L）套么。總之碳蛋，作者得到的結(jié)果表明胚泌，CYP19A1抑制顯著增強(qiáng)了結(jié)腸癌的抗PD-1治療。

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

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玷室。為了探索使用CYP19A1作為致敏抗PD-1治療靶標(biāo)的可能性，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阻斷治療的影響笤受。與si-Scram相比穷缤，作者檢測(cè)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）。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(zhǎng)箩兽，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）津肛。CYP19A1敲低增強(qiáng)了腫瘤浸潤(rùn)C(jī)D8+T細(xì)胞并增強(qiáng)GzmB和IFNγ的產(chǎn)生，表明CD8+T細(xì)胞引發(fā)的針對(duì)結(jié)腸癌的適應(yīng)性免疫比肄，這在聯(lián)合治療中得到了充分體現(xiàn)（圖 9I）此外快耿，CYP19A1 siRNA顯著抑制了腫瘤細(xì)胞上PD-L1的表達(dá)（圖 9J）囊陡，誘導(dǎo)血管正常化掀亥，表現(xiàn)為缺氧誘導(dǎo)因子（HIF）-1α水平明顯降低撞反，CD31αSMA細(xì)胞數(shù)量增加（圖 9K、L）搪花《羝總之，作者得到的結(jié)果表明撮竿，CYP19A1抑制顯著增強(qiáng)了結(jié)腸癌的抗PD-1治療吮便。

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

來(lái)曲唑通過(guò)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(lái)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)的可能性幢踏，發(fā)現(xiàn)CYP19A1抑制劑來(lái)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髓需、B）。與單一療法相比房蝉，來(lái)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(rùn)（圖 10C僚匆、D）。與抗PD-30單藥治療相比搭幻，聯(lián)合治療降低了MC38和CT26結(jié)腸癌組織中的GPR1和p-Akt水平咧擂，雌二醇的產(chǎn)生明顯減少（圖 10E、F）檀蹋。來(lái)曲唑抑制腫瘤細(xì)胞中PD-L1的表達(dá)（圖 10G）松申，促進(jìn)CT1和MC26腫瘤中的腫瘤灌注，促進(jìn)血管正掣┯猓化贸桶，并下調(diào)CT26和MC38腫瘤中的HIF-1α（圖 10 H-J）。在原位MC38結(jié)腸癌的小鼠模型中獲得了類(lèi)似的結(jié)果纱昧。與抗PD-1單一療法相比刨啸，來(lái)曲唑與抗PD-1治療的組合未導(dǎo)致任何額外毒性∈洞啵總體而言设联，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。

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

結(jié)論

總體上离例，本研究篩選了包括CYP19A1、FABP4悉稠、LRP 2宫蛆、SLCO1A2、PPARGC1A和ALOXE3在內(nèi)的六種LMGs，并構(gòu)建了預(yù)測(cè)結(jié)腸癌預(yù)后和免疫治療反應(yīng)的標(biāo)簽耀盗，并進(jìn)行了擴(kuò)展和外部驗(yàn)證想虎。重要的是，CYP19A1抑制改善了結(jié)腸癌的抗PD-1免疫療法叛拷，并減弱了PD-L1誘導(dǎo)的CD8+T細(xì)胞無(wú)反應(yīng)性舌厨。本研究的研究結(jié)果有助于預(yù)測(cè)結(jié)腸癌的預(yù)后和免疫治療反應(yīng)，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忿薇。