系统性多组学分析及体外实验提示 ITGA5 可作为透明细胞肾细胞癌（ccRCC）治疗的潜在靶点

研究背景及动机

透明细胞肾细胞癌（clear cell renal cell carcinoma, ccRCC）是肾细胞癌（renal cell carcinoma, RCC）中最常见的亚型，约占所有肾癌病例的75%。根据美国和中国的最新癌症统计数据，RCC发病率稳步上升，而ccRCC因其显著的免疫和血管浸润特征导致患者预后较差。尽管酪氨酸激酶抑制剂（tyrosine kinase inhibitors, TKIs）和免疫检查点抑制剂（immune checkpoint blockade, ICB）在ccRCC治疗中显示出良好效果，但由于ccRCC中缺乏与ICB疗效显著相关的基因标志物，因此难以实现精准治疗的进一步提升。

整合素家族（integrins）在多种癌症进展中扮演关键角色。作为细胞外基质（extracellular matrix, ECM）及细胞间信号传导的主要受体，整合素在细胞黏附、增殖、迁移及凋亡中起着重要作用。尤其是ITGA5（整合素α5）通过其与整合素β1组成的异二聚体，与纤维连接蛋白结合，激活FAK-PI3K-AKT信号通路，促进肿瘤细胞骨转移、抗药性及血管生成。因此，本研究旨在通过多组学分析及体外实验，全面探讨ITGA5在ccRCC中作为治疗靶点的潜力。

研究方法

数据获取与处理

研究对象包括来自复旦大学上海癌症中心（FUSCC）232例和癌症基因组图谱（TCGA）535例ccRCC患者的肿瘤及邻近正常组织。数据经标准化后，使用Limma包筛选出差异表达基因（log2倍数变化>1且p值<0.05）。此外，获取了TCGA-KIRC患者的体细胞突变数据，用于评估ITGA5表达水平与突变频率的关系。基于多组学平台的单细胞RNA测序数据也用于评估ITGA5在肿瘤微环境（tumor microenvironment, TME）中不同细胞类型的分布。

体外实验

在体外实验中，作者选择786-O和769-P两种ccRCC细胞系分别进行ITGA5的敲低和过表达，结合细胞增殖（CCK-8）、迁移（划痕愈合）及侵袭能力（Transwell）测试。通过小干扰RNA（siRNA）及ITGA5过表达质粒对细胞进行转染，以探索ITGA5对肿瘤细胞行为的影响。

生物信息学分析及机器学习模型构建

作者利用多种数据库及分析方法预测ITGA5的潜在功能，包括基因本体（Gene Ontology, GO）、基因集富集分析（GSEA）及KEGG通路分析。此外，采用Lasso回归筛选出与ITGA5高低表达组相关的核心基因，构建基于极端梯度增强（XGBoost）的机器学习模型，通过ROC曲线验证其预测精度，以评估ITGA5表达与患者预后的关系。

主要结果

ITGA5在ccRCC中的表达及其预后意义

通过对FUSCC及TCGA数据分析，作者发现ITGA5在ccRCC中的表达显著上调，尤其是在VHL突变的ccRCC样本中。Kaplan-Meier生存曲线分析显示，ITGA5高表达组患者的总体生存率和无病生存率显著低于低表达组，这提示ITGA5可能是一个负性预后标志物。XGBoost模型的ROC曲线显示该模型在1年、3年及5年生存预测中的AUC分别为0.895、0.898和0.911，验证了模型的良好预测能力。

ITGA5促进ccRCC细胞恶性行为

体外实验结果表明，ITGA5敲低显著抑制786-O细胞的增殖、迁移及侵袭能力；相反，769-P细胞中ITGA5的过表达增强了这些恶性表型。Western blot实验进一步证实，ITGA5的敲低或过表达影响PI3K-AKT信号通路的磷酸化水平，表明ITGA5可能通过该通路促进ccRCC细胞的恶性进展。

ITGA5对肿瘤微环境的调控作用

作者利用单细胞RNA测序数据分析了ITGA5在肿瘤微环境中的分布，发现其主要在内皮细胞及巨噬细胞中高表达。CIBERSORT算法分析显示，ITGA5高表达与CD8+T细胞浸润减少呈负相关，而与记忆性CD4+T细胞、NK细胞及巨噬细胞浸润呈正相关，表明ITGA5可能通过抑制性TME诱导免疫逃逸。此外，GSEA分析显示，ITGA5高表达显著富集于免疫应答及血管生成通路，进一步支持其在免疫调控中的作用。

药物敏感性分析及联合用药策略

在药物敏感性预测中，作者发现ITGA5高表达组对VEGFR靶向药物（如Axitinib、Sunitinib、Pazopanib及Motesanib）和PARP抑制剂（如Olaparib及Rucaparib）具有更高的敏感性，提示联合使用ITGA5抑制剂和抗VEGFR药物可能对ITGA5高表达患者带来更好的治疗效果。而在抗EGFR药物方面，ITGA5高表达组表现出一定的耐药性。此外，TIDE评分显示ITGA5高表达组对ICB疗法的反应较差，这可能与ITGA5表达诱导的CD8+T细胞减少有关。

研究意义与展望

本研究通过系统性多组学分析及体外实验，揭示了ITGA5在ccRCC中作为治疗靶点的潜力。ITGA5高表达与患者不良预后显著相关，且其通过多条信号通路在促进肿瘤细胞增殖、迁移、侵袭及免疫逃逸中发挥重要作用。此外，ITGA5可能作为ccRCC中VEGFR靶向药物和PARP抑制剂敏感性的新型生物标志物，为ccRCC患者的精准治疗提供了新的思路。