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发表杂志名称：Journal of Translational Medicine

中文标题：揭示 ac4C 修饰模式：改善黑色素瘤免疫治疗策略反应的潜在靶点

英文标题：Unveiling ac4C modification pattern: a prospective target for improving the response to immunotherapeutic strategies in melanoma

影响因子：6.1

发表日期：2025 年 3 月 6 日

研究概述

研究通过整合单细胞测序数据和转录组学，确定与黑色素瘤进展相关的 ac4C 相关基因（acRG）并评估其临床意义。发现 acRG 高评分细胞主要位于黑色素细胞簇，且该组细胞间通讯增强。利用机器学习算法开发并验证了 acRG 相关特征（acRGS），其包含 10 个基因，在预测黑色素瘤患者总生存期方面表现卓越，优于此前 120 个已报道的特征。acRGS 与免疫检查点基因、免疫细胞浸润和肿瘤突变负荷密切相关，有助于识别对免疫治疗敏感的患者。此外，研究证实 MYO10 在黑色素瘤组织中高表达，沉默其表达可抑制黑色素瘤细胞增殖、迁移和侵袭，以及体内肿瘤生长。总之，acRGS 有望成为改善黑色素瘤患者临床预后的可靠工具。

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研究结果

模式图

黑色素瘤单细胞水平分析：

作者对黑色素瘤样本进行单细胞测序分析，经质量控制后，对 59,182 个细胞进行研究，包括肢端黑色素瘤的 33,749 个细胞和皮肤黑色素瘤的 25,433 个细胞（图 2A）。通过对数归一化和降维，识别出 23 个不同的细胞亚群，并根据基因表达模式将其标记为黑色素细胞、内皮细胞、成纤维细胞等多种细胞类型（图 2B - D）。功能富集分析显示不同细胞群体的信号通路存在显著差异（图 2F），细胞间通讯分析揭示了细胞群体间通讯的异质性（图 2G）。

作者选取 2,135 个与 ac4C 修饰密切相关的基因，评估不同细胞类型的 acRG 活性，发现黑色素细胞、成纤维细胞和内皮细胞的 acRG 活性最高，血浆 B 细胞和 T 细胞最低（图 3A - D）。acRG 高分组的细胞间相互作用明显强于低分组，黑色素细胞和成纤维细胞在通讯中起核心作用（图 3E - G）。最后，作者筛选出与 acRG 评分密切相关的前 150 个基因用于后续分析（图 3H）。该部分分析揭示了黑色素瘤单细胞水平的细胞异质性以及 acRG 在不同细胞类型中的活性差异。

acRGS 的开发与评估：

作者通过将前 150 个基因与差异表达基因相交，经 K - M 分析和单变量 Cox 回归得到 43 个预后基因，进而构建 acRGS。在 TCGA 队列中，利用 101 种算法组合和留一法交叉验证生成 acRGS，并通过外部验证集计算 C 指数。结果显示，结合 Lasso 和逐步 Cox 的模型 C 指数最高（0.704），为最优模型（图 4B）。计算训练集和内部验证集中每个样本的风险分数，根据最佳截断值将患者分为高 acRGS 和低 acRGS 组。此部分成功开发并评估了 acRGS，确定了最优模型及分组方式。

acRGS 作为黑色素瘤患者独立预后指标的评估：

作者对高、低 acRGS 组患者进行生存分析，发现在训练数据集和三个外部验证数据集中，高 acRGS 组患者的总生存期显著差于低 acRGS 组（图 5A - D）。ROC 曲线分析表明 acRGS 具有良好的预测能力，在多个数据集的 1 - 5 年总生存期预测中，AUC 值较高（图 5E - H）。PCA 分析显示 acRGS 能有效将患者分为两组（图 5I - L）。与其他已发表的特征相比，acRGS 的 C 指数更高，预测预后的准确性优于其他临床特征，且高、低 acRGS 组患者的 T 分期存在显著差异。这表明 acRGS 是一个稳定且可靠的独立预后指标，对预测黑色素瘤患者预后具有重要价值。

基于 acRGS 评估肿瘤免疫细胞浸润和免疫治疗疗效：

作者采用七种免疫浸润评估方法，发现高 acRGS 亚组中 CD4 + T 细胞、CD8 + T 细胞、B 细胞和巨噬细胞的浸润程度更高（图 6A）。低 acRGS 组的免疫细胞浸润和免疫调节剂水平较高，多数免疫检查点基因在低 acRGS 组表达显著升高（图 6B - D）。acRGS 评分与基质评分、免疫评分和 ESTIMATE 评分呈负相关，与肿瘤纯度呈正相关（图 6E）。TCIA 评分显示低 acRGS 组免疫治疗效果更好（图 6F）。在两个真实世界免疫治疗队列中，低 acRGS 组患者对免疫治疗的反应更好，生存时间更长。这些结果表明低 acRGS 组黑色素瘤患者可能对免疫治疗更敏感，acRGS 可用于评估免疫治疗疗效。

黑色素瘤中 acRGS 的多组学分析：

作者比较两个 acRGS 组的体细胞突变频率和 CNVs，发现存在明显的染色体变化和不同的突变负担，低 acRGS 亚组的 TMB 更高，且 acRGS 评分与 TMB 呈负相关（图 7A - D）。生存分析显示高 TMB 组患者预后较好，低 TMB + 高 acRGS 亚组预后最差，高 TMB + 低 acRGS 亚组预后最好（图 7E - F）。该分析揭示了 acRGS 与 TMB 的关系及其对患者预后的协同影响。

富集分析：

作者发现低 acRGS 组癌症免疫周期的关键步骤更活跃，与 B 细胞、多种 T 细胞和中性粒细胞的募集以及多种信号通路的激活显著正相关（图 8A）。GSVA 分析表明 acRGS 评分与肿瘤发生和免疫调节通路相关，高 acRGS 组与致癌通路正相关，低 acRGS 组与免疫相关通路正相关（图 8B）。两组在肿瘤发生和免疫相关通路方面存在显著差异（图 8C）。这些结果表明低 acRGS 评分与更强的免疫反应相关，尤其是在免疫治疗方面。

MYO10 的差异分析：预后影响和功能注释：

作者选择与 acRGS 评分相关性最强的 MYO10 基因进行进一步验证。生存分析显示，黑色素瘤中 MYO10 高表达的患者总生存期较差（图 9A - B）。单变量 Cox 回归分析证实 MYO10 表达与总生存期在多个数据集均显著相关（图 9C）。利用 BEST 数据库分析发现 MYO10 表达与免疫细胞浸润和免疫调节剂相关，且对多种疗法的耐药性和敏感性具有预测价值（图 9D - F）。这表明 MYO10 对黑色素瘤患者的预后和药物反应有重要影响。

MYO10 下调抑制黑色素瘤进展的细胞和动物实验：

作者检测发现临床黑色素瘤标本和细胞系中 MYO10 mRNA 水平显著高于正常组织和细胞（图 10A），ac4C - RIP - qPCR 实验证实黑色素瘤细胞中 MYO10 的 ac4C 水平更高。通过慢病毒转染 shRNA 沉默 MYO10 表达，qRT - PCR 验证了沉默效率（图 10B）。功能实验表明，MYO10 敲低显著抑制黑色素瘤细胞的增殖、迁移和侵袭能力（图 10C - K）。在小鼠皮下异种移植瘤模型中，沉默 MYO10 表达使肿瘤重量和体积显著降低（图 10L - N）。这些结果表明 MYO10 促进黑色素瘤的进展。

研究总结

本文通过整合单细胞测序数据和转录组学，深入研究了黑色素瘤中 ac4C 修饰模式。在单细胞水平分析了黑色素瘤的细胞异质性及 acRG 活性差异，开发并验证了具有卓越预测能力的 acRGS，其在预测黑色素瘤患者总生存期方面优于已有的特征，且与免疫细胞浸润、免疫检查点基因表达和肿瘤突变负荷相关，可用于识别对免疫治疗敏感的患者。此外，对关键基因 MYO10 的研究发现，其在黑色素瘤组织中高表达，沉默 MYO10 可抑制黑色素瘤细胞的增殖、迁移和侵袭以及体内肿瘤生长。尽管研究存在一定局限性，但该研究为黑色素瘤的治疗提供了新的潜在靶点和预后指标，有望改善黑色素瘤患者的临床预后，推动黑色素瘤个性化治疗的发展。