《Frontiers in Immunology》：Liquid-liquid phase separation-driven molecular subtyping and prognostic modeling in colorectal cancer
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本綜述系統(tǒng)闡述了液-液相分離（LLPS）在結(jié)直腸癌（CRC）中的關(guān)鍵作用，通過整合多組學數(shù)據(jù)（GSE39582、TCGA等）構(gòu)建了基于5個LLPS相關(guān)基因（HADH、AQP11、CCDC34、FBL、RAB15）的預后模型，并利用單細胞測序（scRNA-seq）、空間轉(zhuǎn)錄組學及體外實驗驗證了核心基因HADH通過調(diào)控脂肪酸β-氧化抑制腫瘤惡性表型的機制，為CRC的個體化治療提供了新視角。
引言
液-液相分離（LLPS）是生物大分子通過瞬時、低親和力、多價弱相互作用形成液態(tài)無膜細胞器（MLOs）的過程，如核仁、核斑點和應(yīng)激顆粒等。LLPS相關(guān)分子可分為支架蛋白、客戶蛋白和調(diào)節(jié)蛋白，通過調(diào)控染色質(zhì)重塑、DNA損傷修復、RNA代謝等生理過程參與腫瘤發(fā)生發(fā)展。結(jié)直腸癌（CRC）作為全球第三大常見惡性腫瘤，其發(fā)病與基因組不穩(wěn)定、表觀遺傳失調(diào)等因素相關(guān)，但LLPS在CRC中的系統(tǒng)研究尚不充分。本研究旨在通過多組學整合分析揭示LLPS相關(guān)基因的預后價值及分子機制。
方法
研究從GSE39582數(shù)據(jù)集（566例CRC樣本和19例正常對照）中篩選差異表達基因（DEGs），并與DrLLPS數(shù)據(jù)庫中的LLPS相關(guān)基因取交集，獲得430個LLPS相關(guān)DEGs。通過單變量Cox回歸、LASSO回歸和逐步Akaike信息準則（stepAIC）算法篩選出5個關(guān)鍵預后基因（AQP11、CCDC34、FBL、HADH、RAB15），構(gòu)建風險評分模型。利用COAD、READ和GSE17536隊列進行外部驗證，并結(jié)合單細胞數(shù)據(jù)集（GSE166555）、空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)和體外實驗（免疫組化、慢病毒轉(zhuǎn)染、CCK-8、Transwell等）驗證基因表達與功能。
結(jié)果
LLPS相關(guān)DEGs的鑒定與功能分析
在CRC組織中鑒定出430個LLPS相關(guān)DEGs，富集于核糖體生物合成、細胞周期、DNA復制等通路。蛋白互作（PPI）網(wǎng)絡(luò)揭示這些基因存在復雜相互作用。
預后模型的構(gòu)建與驗證
風險評分公式為：風險評分 = (-0.3059)×AQP11表達量 + (-0.2237)×CCDC34表達量 + (-0.4115)×FBL表達量 + (-0.2149)×HADH表達量 + (-0.2564)×RAB15表達量。高風險組患者總生存期顯著縮短（GSE39582隊列中位OS：102.0個月 vs. 183.0個月，P<0.0001），模型在外部隊列中保持穩(wěn)健預測能力。
腫瘤微環(huán)境與免疫特征
高風險組免疫檢查點分子（如PD-L1）和HLA基因表達上調(diào)，但腫瘤純度較低，免疫抑制性M2巨噬細胞浸潤增多，TIDE評分更高，提示免疫治療應(yīng)答可能較差。
空間與單細胞層面的基因表達模式
單細胞測序顯示LLPS相關(guān)基因主要在上皮細胞中富集；空間轉(zhuǎn)錄組證實HADH和AQP11在低CNV的腫瘤細胞中表達，而CCDC34、FBL和RAB15在高CNV細胞中高表達。
HADH的功能驗證
實驗證實HADH在CRC組織和細胞系中表達下調(diào)，過表達HADH可抑制細胞增殖、遷移并促進凋亡。加權(quán)基因共表達網(wǎng)絡(luò)分析（WGCNA）提示HADH參與胃腸道上皮維持和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激凋亡通路。
靶向藥物篩選
基于GDSC2數(shù)據(jù)庫篩選出20種潛在靶向化合物，如JQ1、奧沙利鉑等，其IC50值與風險評分顯著相關(guān)。
討論
LLPS通過調(diào)控生物分子凝聚體影響CRC的異質(zhì)性和惡性進展。本研究構(gòu)建的5基因模型整合了代謝（HADH）、轉(zhuǎn)運（AQP11、RAB15）及核糖體生成（FBL）等多維度信息，優(yōu)于傳統(tǒng)預后指標。HADH作為關(guān)鍵抑癌基因，其下調(diào)可能通過破壞脂肪酸氧化導致脂質(zhì)累積和代謝重編程。模型與免疫微環(huán)境、基因組變異及藥物敏感性的關(guān)聯(lián)為個體化治療提供了新策略。
結(jié)論
LLPS相關(guān)預后模型能有效分層CRC患者風險，揭示腫瘤生物學特性差異，并為靶向治療和免疫治療策略的選擇提供理論依據(jù)。
