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上海长海医院:循环外泌体mRNA可用于前列腺癌的早期诊断

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一直以来,人们对循环外泌体中的信使RNA(emRNA)的概况和特征了解甚少,这阻碍了循环emRNA的准确检测。来自第二军医大学附属长海医院王富博、杨波课题组的研究团队对前列腺癌相关的emRNA进行了全面测序,开发并建立了用于前列腺癌早期诊断的新型emRNA的特征。该研究发表在Molecular Cancer杂志上。

前列腺癌(PCa)是西方男性中最主要的恶性肿瘤,2018年全球有1,276,106例新发病例和358,989例死亡病例。PCa的准确早期检测是解决PCa发病和死亡的关键问题之一。PCa的早期诊断一般以前列腺特异性抗原(PSA)检测阳性后的前列腺活检为标准。

但是,由于PSA的低特异性,广泛使用PSA检测导致了许多不必要的活检以及并发症。此外,先前的研究表明,有很多正常范围PSA水平的PCa病例,因此许多PCa病例被漏诊,包括一些高分级的PCa(HGPCa)病例。因此,迫切需要鉴定出具有更高准确度的新型生物标志物,以用于PCa的早期检测。

近年来,外泌体RNA(exRNA)在癌症检测中展现了有前途的价值。细胞外长链RNA(exLR),主要是信使RNA(mRNA),可能是神经胶质瘤、肝细胞癌(HCC)、胰腺导管腺癌(PDAC)等的潜在生物标志物。循环外泌体mRNA(emRNA)的特征人们了解甚少,这阻碍了emRNA的准确检测。尽管已有报道使用细胞外小RNA和细胞外三基因panel用于早期检测PCa和HGPCa,但尚无研究集中在循环emRNA的诊断潜力上。

在这项研究中,研究人员进行了与PCa相关的emRNA的全面测序,开发了针对emRNA的优化检测策略,并建立了用于检测PCa的新型基于emRNA的特征。通过将循环外泌体RNA测序数据与组织中的相应数据进行比较,研究人员说明了与组织mRNA相比emRNA的不同特征。然后,根据循环emRNA的特征开发了一种改进的emRNA检测策略。

使用优化的检测策略,研究人员进一步验证了大量患者emRNA-seq发现的前列腺癌相关emRNA,并使用logistic回归分析确定了用于PCa筛查和诊断的emRNA标记物。受试者者工作特征曲线(ROC)分析表明,基于循环emRNA的筛查特征可在ROC曲线下(AUC)产生0.948的区域值,可以区分PCa患者与健康对照者。

基于循环emRNA的诊断标记物在预测前列腺活检结果方面也表现出出色的性能(AUC=0.851)。总之,这项研究开发了一种优化的emRNA检测策略,并鉴定了用于检测PCa新的emRNA特征。

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图 循环外泌体mRNA(emRNA)作为PCa诊断的新型生物标志物。a,Heatmap证明PCa患者中的emRNA明显失调。b,验证潜在循环emRNA的工作流程。c,散点图显示,与健康对照组(n = 30)相比,PCa患者(n =141)中循环性emRNA的表达水平上调,包括CDC42,IL32,MAX,NCF2,PDGFA和SRSF2。

d,散点图显示,与BPH患者(前列腺活检阴性,n = 170)相比,PCa患者(n = 141)中循环的emRNA的表达水平(包括CDC42,IL32,MAX,NCF2,PDGFA和SRSF2)上调。。e和g,ROC分析显示了6种mRNA的诊断性能和基于emRNA的筛选模型(CDC42,IL32,MAX,NCF2,PDGFA和SRSF2)。f和h,ROC分析显示了6种emRNA的诊断性能和基于emRNA的诊断模型(CDC42,IL32,MAX,NCF2,PDGFA和SRSF2)。

参考文献:

Circulating exosomal mRNA profiling identifies novel signatures for the detection of prostate cancer. Mol Cancer. 2021Mar 30;20(1):58.

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