Identification of diagnostic biomarkers and immune infiltration analysis in prostate cancer bone metastasis based on EMT-NM- related genes
本研究通过整合上皮-间质转化（EMT）和核苷酸代谢相关基因，构建了一个高性能列线图，并揭示了S100A8表达与肿瘤免疫微环境中髓系来源抑制细胞浸润之间的显著相关性，从而确定了S100A8和PLOD2作为前列腺癌骨转移稳健诊断生物标志物的地位。
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前列腺癌是男性中常见的一种疾病，但其最危险的形式发生在癌症从前列腺扩散到骨骼时。这种被称为转移的过程难以治疗，并会显著缩短患者的寿命。癌细胞从身体的一个部位向另一个部位移动的过程并非随机的；它涉及细胞改变其形状和行为，以便脱离原位、通过血液旅行，并在新位置定居。科学家们早已知晓，这一过程依赖于两个主要因素：细胞改变其物理形态的能力，以及重新调整其内部化学机制以为快速生长提供燃料的需求。具体而言，一种被称为上皮-间质转化（epithelial-mesenchymal transition）的过程使细胞变得具有移动性，而一种关于细胞如何处理 DNA 和 RNA 构件成分的转变，则为它们在新的环境中生存提供了所需的能量。寻找一种能够早期检测到这些变化的方法至关重要，因为这可以让医生在癌症侵袭骨骼之前进行干预，但目前的方法往往会错过这些早期预警信号。
一个研究小组致力于解决这一问题，他们开始寻找在前列腺癌向骨骼转移时出现的特定遗传特征。他们首先从公共医学数据库中收集数据，这些数据库包含了患有局限性前列腺癌和已发生骨转移患者的遗传信息。他们的目标是找到在细胞物理转化和代谢改变中同时活跃的基因。通过对比这两组人群的遗传图谱，他们识别出了一组突出的基因。从大量的候选基因中，他们将名单缩小到了仅有的两个基因，这两个基因在骨转移患者中的活性始终高于癌症局限于前列腺的患者。
这两个被命名为 S100A8 和 PLOD2 的基因被发现，在骨转移样本中呈现显著的高表达。为了确保这些发现的可靠性，研究人员将其与另一组患者数据进行了对照测试，证实了这一模式的普遍性。随后，他们构建了一个数学模型，本质上是一个评分工具，该工具利用这两个基因的水平来预测发生骨转移的可能性。当他们测试该工具时，它在区分发生转移的患者与未发生转移的患者方面表现出了极高的准确性，其性能优于许多现有的诊断方法。该模型表明，测量这两个基因可以作为医生强大的早期预警系统。
除了诊断之外，研究人员还调查了这些基因在体内究竟在起什么作用。他们发现，S100A8 基因的存在与一种特定免疫细胞——髓系来源抑制细胞（myeloid-derived suppressor cell）的积累密切相关。这类细胞以抑制人体天然防御机制而闻名，实质上是为癌症创造了一层保护盾，使其免受免疫系统的攻击。研究发现，高水平的 S100A8 与骨环境中高数量的这类保护性免疫细胞之间存在极强的关联。这表明，该基因不仅标志着癌症的存在，还可能主动帮助肿瘤躲避身体的免疫反应，从而使癌症更容易在骨骼中扎根。
另一个基因 PLOD2 则被发现参与了帮助细胞与其周围环境粘附和移动的通路，而这些步骤对于癌症侵袭新组织至关重要。通过结合这两个基因的信息，研究人员描绘了一幅癌症如何与其环境相互作用的全面图景。他们指出，尽管研究结果令人鼓舞，但本研究是基于现有数据进行的，需要在更大规模的真实临床环境中进行测试，以确认其对每位患者的适用性。然而，这两个基因的鉴定为早期检测提供了一个新的、具体的靶点，并表明，旨在阻断其活性或阻断其吸引的免疫细胞的疗法，有可能从源头上阻止癌症向骨骼扩散。
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