整合RNA-seq和单细胞RNA-seq技术,揭示口腔鳞状细胞癌中成纤维细胞的转录特征

时间:2025年12月18日
来源:Biochemical Genetics

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本研究整合TCGA-HNSC与scRNA-seq数据,鉴定19个共表达基因及6个与OSCC进展相关的成纤维细胞特异性基因(COL1A1/ITGA5),揭示其通过调控FAK/AKT信号通路及上皮间质转化影响肿瘤进展。功能验证表明靶向COL1A1/ITGA5可能成为OSCC治疗新策略。

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摘要

本研究旨在探讨口腔鳞状细胞癌(OSCC)中成纤维细胞的转录特征,以发现新的治疗靶点。我们利用了两个数据来源:癌症基因组图谱头颈部鳞状细胞癌(TCGA-HNSC)数据集和单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据。TCGA-HNSC数据集用于识别差异表达基因(DEGs),而scRNA-seq数据用于研究成纤维细胞的异质性及其在肿瘤微环境中的相互作用。通过整合分析,包括拷贝数变异(CNV)分析、富集分析、转录因子预测和蛋白质-蛋白质相互作用网络构建,来探究OSCC中成纤维细胞的调控机制。我们将HGF-1成纤维细胞转染针对COL1A1或ITGA5的siRNA,并从沉默的细胞中收集条件培养基(CM)。随后用这些CM处理CAL-27口腔鳞状癌细胞,以评估其增殖、迁移、侵袭及上皮-间充质转化相关信号通路的变化。我们发现了两个数据集共有的19个DEGs,并重点关注了6个可能与OSCC进展相关的基因,这些基因参与细胞黏附过程。在成纤维细胞中沉默COL1A1或ITGA5可降低CAL-27细胞的存活率、迁移能力和侵袭性。来自被敲低基因的成纤维细胞的CM能够促进E-钙黏蛋白的表达并抑制vimentin的表达,表明EMT过程受到抑制,同时FAK和AKT的磷酸化水平降低,提示细胞黏附介导的信号传导受到干扰。本研究揭示了成纤维细胞特有的转录特征,并确定了OSCC的潜在治疗靶点。功能验证表明COL1A1和ITGA5是OSCC进展的关键促进因子。这些发现强调了成纤维细胞在OSCC微环境中的关键作用,并为治疗开发提供了有前景的分子靶点。

图形摘要

本研究旨在探讨口腔鳞状细胞癌(OSCC)中成纤维细胞的转录特征,以发现新的治疗靶点。我们利用了两个数据来源:癌症基因组图谱头颈部鳞状细胞癌(TCGA-HNSC)数据集和单细胞RNA测序(scRNA-seq)数据。TCGA-HNSC数据集用于识别差异表达基因(DEGs),而scRNA-seq数据用于研究成纤维细胞的异质性及其在肿瘤微环境中的相互作用。通过整合分析,包括拷贝数变异(CNV)分析、富集分析、转录因子预测和蛋白质-蛋白质相互作用网络构建,来探究OSCC中成纤维细胞的调控机制。我们将HGF-1成纤维细胞转染针对COL1A1或ITGA5的siRNA,并从沉默的细胞中收集条件培养基(CM)。随后用这些CM处理CAL-27口腔鳞状癌细胞,以评估其增殖、迁移、侵袭及上皮-间充质转化相关信号通路的变化。我们发现了两个数据集共有的19个DEGs,并重点关注了6个可能与OSCC进展相关的基因,这些基因参与细胞黏附过程。在成纤维细胞中沉默COL1A1或ITGA5可降低CAL-27细胞的存活率、迁移能力和侵袭性。来自被敲低基因的成纤维细胞的CM能够促进E-钙黏蛋白的表达并抑制vimentin的表达,表明EMT过程受到抑制,同时FAK和AKT的磷酸化水平降低,提示细胞黏附介导的信号传导受到干扰。本研究揭示了成纤维细胞特有的转录特征,并确定了OSCC的潜在治疗靶点。功能验证表明COL1A1和ITGA5是OSCC进展的关键促进因子。这些发现强调了成纤维细胞在OSCC微环境中的关键作用,并为治疗开发提供了有前景的分子靶点。

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