影响因子：7.7

研究概述：肿瘤微环境（TME）中慢性炎症浸润的作用以及癌症发生和进展中抗肿瘤免疫反应的逃避已经得到了充分证实。先天免疫系统在维持这些促进肿瘤的标志物和增强抗肿瘤适应性免疫反应中发挥着双重作用。作为先天免疫系统的重要组成部分，补体系统的生物学效应涉及多种生理功能的相互作用。它主要通过三条不同的级联途径激活：经典途径（CP）、旁路途径（AP）和凝集素途径（LP）。在LP中，甘露糖结合凝集素（MBL）、collectin-10、collectin-11、ficolin-1、ficolin-2和ficolin-3是可溶性模式识别分子，它们调节先天免疫功能并维持稳态。当MBL或凝集素与特定的碳水化合物或乙酰化蛋白结合时，LP被激活。通过选择性剪接产生甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶（MASP）家族，包括MASP1、MASP2、MASP3、Map19和Map44。MASP家族蛋白对激活补体凝集素途径至关重要。MASP1已被证明可以诱导内皮细胞的促炎激活，增加内皮细胞的通透性，并可能加剧脓毒症、缺血/再灌注损伤和遗传性血管性水肿等状况。此外，研究表明MASP1与宫颈癌的进展和预后不良密切相关。尽管MASP1被证实为补体系统的重要组成部分，但目前缺乏系统性的泛癌研究来描绘其在肿瘤发生、肿瘤进展以及调节肿瘤免疫微环境（TIME）中的调控机制。因此，本篇文章主要围绕探索MASP1在不同肿瘤类型中的分子机制。作者的具体研究如下：

研究结果：

MASP1在泛癌中的表达

作者首先整合了TCGA和GTEx数据集，分析了MASP1在33种肿瘤类型中的表达。分析结果显示，在多种癌症类型中MASP1的表达显著降低，包括ACC、BLCA、BRCA、CESC、CHOL、COAD、ESCA、LAML、LIHC、LUAD、LUSC、OV、PCPG、PRAD、READ、SKCM、STAD、TGCT、THCA、UCEC和UCS（p<0.05）。相比之下，有六种癌症类型表现出MASP1表达显著升高：DLBC、GBM、KIRC、KIRP、LGG和PAAD（p<0.05）（图A）。TIMER和GEPIA数据集支持了相同的结论（图B）。随后，作者分析了18种癌症类型中MASP1在匹配的肿瘤组织和邻近肿瘤组织中的表达。MASP1的表达在所有癌症类型中都同样降低（图C）。雷达图发现MASP1的表达在大多数肿瘤类型中表现出显著差异（图D）。在正常组织中，MASP1在肝脏中的表达最高（图E）。同样地，在前10种癌症细胞类型中，MASP1的表达水平在huh7细胞中最高（图F）。作者进一步利用单细胞测序分析了MASP1在肝脏中的细胞分布。结果显示，MASP1主要分布在肝细胞中，其次是成纤维细胞（图G-H）。

MASP1表达与多种肿瘤的诊断和预后相关

为了预测MASP1在不同癌症类型中的诊断价值，作者使用了ROC曲线。结果证实MASP1对大多数癌症类型具有显著的诊断价值（AUC>0.7）。为了进一步探究MASP1的预后价值，作者验证了MASP1表达与预后指标（OS、DSS和PFI）在35种癌症类型中的相关性。单变量Cox回归模型分析显示MASP1表达与GBMLGG、HNSC、KIRC、LGG、LIHC、MESO、OSCC和STAD的OS显著相关。MASP1被确认为STAD中的高风险基因（HR=1.65），而在其他癌症类型中为低风险基因（图A）。在GBMLGG、HNSC、KIRC、LGG、LIHC、MESO和OSCC患者中，MASP1的高表达预示着更好的生存时间，但在STAD中，MASP1的高表达导致了更差的生存时间（p<0.05）（图B）。随后，在DSS分析中，作者证明了MASP1在STAD中仍然是一个高风险基因（图C）。KM分析显示，MASP1表达不佳的患者与GBBLGG、HNSC、KIRC、LGG、MESO或OSCC患者预后较差，而在STAD患者中发现了相反的结果（p<0.05）（图D）。PFI分析显示MASP1与ACC、GBM、GBMLGG、HNSC、KIRC、READ、LGG、STAD和USC强烈相关，MASP1在ACC、GBM、GBMLGG、HNSC、KIRC、READ、LGG和USC中高表达，与更好的PFI相关，但在STAD中呈现恶化趋势（p<0.05）（图E）。

MASP1基因的变异与多种肿瘤的发展和进展相关

在cBioPortal数据集中，作者查询了10967个样本中MASP1的突变频率和类型。发现7%的患者（735个）存在基因组变异（图A）。作者观察到肺癌患者的基因变异频率显著增加（图B）。总共识别出250个突变位点，包括210个错义突变，30个截断突变，8个剪接突变和1个融合突变（图3C）。图3D展示了3D蛋白结构。作者还探讨了突变MASP1和未突MASP1组之间的OS、DSS、PFS和DFS。突组的OS（p<0.001）和DSS（p<0.05）显著较差（图E和F）。尽管DFS（图G）和PFS（图H）表现出一些差异，但并未达到统计学意义。通过比较拷贝数和mRNA表达水平，作者还发现约9%的样本存在不同程度的基因缺失，其表达水平低于二倍体水平，而扩增（增益和放大）样本达到了1/3（p<0.001）（图I-J）。

MASP1及其相关基因调节免疫和免疫信号

基于STRING数据库，作者预测了与MASP1功能相互作用的50个基因，并使用Cytoscape工具构建了蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络（图A）。作者筛选了前10个核心基因（C4A、C4B、C1R、C1S、MBL2、MASP2、C1QC、C1QB、C1QA和FCN3）和三个中心基因簇（总得分≥5000）（图B-E）。接着，GO分析证实MASP1相互作用基因可能涉及蛋白质激活级联反应、调节补体激活、B细胞介导的免疫、补体激活、体液免疫反应和调节补体激活（图F）。KEGG分析显示在补体和凝血级联反应、吞噬体、百日咳、系统性红斑狼疮、朊病毒、和阿米巴病中富集（图G-H）。

MASP1表达与泛癌中的免疫相关基因相关

为了进一步评估MASP1在肿瘤免疫微环境（TIME）中的调节作用，作者全面评估了MASP1表达与免疫调节基因之间的相关性，包括趋化因子、趋化因子受体、免疫抑制剂、免疫刺激剂、主要组织相容性复合体（MHC）和免疫检查点基因。作者发现TGCT与几乎所有趋化因子基因显著相关，而BLCA、BRCA、COAD、COADREAD、DLBC、ESCA、PAAD、READ和SKCM与大多数趋化因子基因呈正相关（图A）。BLCA、BRCA、COAD、COADREAD、DLBC、LUSC、PAAD和STAD与所有趋化因子受体基因呈正相关（图B）。多种癌症类型显示出与免疫抑制剂和免疫刺激剂基因表达的强相关性，如BRCA、CESC、COAD、COADREAD、DLBC、ESCA、PAAD、PRAD和READ。然而，在TGCT中观察到与免疫抑制剂和免疫刺激剂基因表达的大量负相关（图C-D）。MHC基因簇也与免疫反应相关，COAD、COADREAD、LUAD、ESCA和PRAD观察到与免疫反应显著正相关（图E）。MASP1表达也与几种肿瘤类型中的免疫检查点基因强烈相关，例如EDNRB、C10or54、CX3CL1和SELP，而MASP1表达与BRCA、CESC、COAD、COADREAD、DLBC、ESCA、GBMLGG、KIRC、LAML、LIHC、PAAD、PRAD、READ、TGCT和THCA中的PDCD1强烈相关（图F）。

MASP1的表达与泛癌中的癌症免疫浸润、免疫相关的TMB、MSI和MMR显著相关

作者使用ssGSEA算法来确定MASP1表达与24种浸润性免疫细胞类型之间的关联（图A）。结果显示，MASP1在BRCA、CESC、COAD、COADREAD、DLBC、ESCA、HNSC、LUAD、LUADLUSC、PAAD、PRAD和READ中的表达与几乎所有免疫细胞类型呈正相关且显著相关。而在KIRP和LIHC中发现了相反的结果。随后，作者发现NK细胞和肥大细胞是与MASP1表达水平最相关的免疫细胞类型，在38种癌症类型中MASP1表达与嗜酸性粒细胞在25种癌症类型中、中性粒细胞在22种癌症类型中、巨噬细胞在21种癌症类型中、B细胞在20种癌症类型中以及CD8 T细胞在17种癌症类型中均呈强相关。此外，还观察到不同的浸润性免疫细胞类型与EAAD、PRAD和TGCT中MASP1表达之间的显著相关性。作者进一步研究了MASP1表达与11个MMR基因之间的相关性。在大多数情况下，MMR基因与KIRC、KIRP、OV、THCA和THYM呈正相关且强相关（图B）。此外，探索了MASP1表达与常见癌症类型中的TMB或MSI之间的相关性。结果显示THYM中与TMB呈正相关，而在ACC、BLCA、BRCA、CESC、COADREAD、GBMLGG、LGG、LUAD、PAAD、PRAD、SKCM、STAD和THCA中，相关性呈强负相关（图C）。此外，MASP1表达也与MSI呈正相关，包括在TGCT和GBMLGG中；然而，在DLBC、ESCA、HNSC和PRAD中发现了显著的负相关（图D）。

肝细胞癌中与MASP1相关的功能表型的验证

由于前面的分析显示MASP1在肝脏中的表达最高，作者进一步阐明了MASP1在肝细胞癌（LIHC）中的潜在调节作用。作者首先研究了50对不同肝癌组织中的RNA和蛋白表达水平，确认了肝癌肿瘤中MASP1 mRNA和蛋白表达水平降低（p<0.001）（图A-B）。作者还验证了正常肝细胞（WRL68）和多种肝癌细胞系（HepG2、Huh7、HCCLM3、PLC/PRF/5和Hep3B）中MASP1蛋白表达水平，发现肝癌细胞中MASP1表达下调，特别是在HCCLM3和Huh7细胞系中（图C-D）。IHC染色进一步显示了肝癌样本中MASP1表达下调（图E）。基于IHC结果，所有患者被分为高和低MASP1表达组。作者观察到MASP1的高表达与患者更好的OS和DFS强烈相关（p<0.05）（图F-G）。此外，MASP1的高表达与TNM分期、肿瘤直径和血管侵犯呈负相关（p<0.05）（图H-J）。

接下来，作者构建了MASP1过表达慢病毒以进一步探索MASP1在HCC中的功能相关性。Huh7和HCCLM3细胞被转染，通过WB评估了MASP1过表达效率（图A）。随后测量了Huh7和HCCLM3细胞系的增殖能力。CCK8实验表明MASP1过表达显著降低了Huh7和HCCLM3细胞系的活力（p<0.001）（图B-C）。EdU增殖实验显示MASP1过表达显著限制了Huh7和HCCLM3细胞系的增殖（p<0.01）（图D）。MASP1的上调显著减少了集落形成（p<0.001）（8E）。体内实验结果得出了相同的结论：MASP1过表达的肿瘤显示出比控制肿瘤显著更小的肿瘤重量和体积（p<0.001）（图F）。此外，MASP1的上调抑制了Huh7和HCCLM3细胞系在体外划痕实验中的侵袭能力（p<0.01）（图G），Transwell实验表明MASP1过表达显著抑制了Huh7和HCCLM3细胞系的侵袭和迁移能力（p<0.01）（图H）。

肝细胞癌中MASP1预后价值的深入生物信息学分析

接下来作者进一步通过生物信息学调查进一步揭示了MASP1在肝细胞癌（LIHC）中的预后潜力。KM Plotter在线数据库被用来查询OS（p=0.00039）、PFI（p=0.11）、PFS（p=0.028）和DSS（p=0.035）。结果证实高MASP1表达与良好预后相关（图A-D）。随后，作者进行了单变量Cox回归分析以识别与预后相关的因素。结果确认低表达MASP1是OS的风险因素（图E-F）。TNM分期、组织学分级和MASP1表达被用来构建一个预测肝癌患者预后的列线图和校准曲线。列线图的C指数为0.710（95%置信区间：0.680-0.741），表明预后列线图显示出良好的区分度，且预测值与观察值最佳吻合（图G-H）。随后，作者进行了LASSO-Cox回归分析，以确定关键的OS相关DEGs。经过10次交叉验证后，3个基因（HAVCR1、FABP6和SPP1）被筛选出来（图I-J）。

MASP1脂代谢和癌症相关信号通路GSEA结果的验证

最后，GSEA分析显示了MAPK信号通路的富集（p=0.005）；因此，作者进一步实验评估了MAPK信号通路的影响。WB分析揭示MASP1过表达显著逆转了ERK 1/2和p38的磷酸化（p<0.001），但JNK或MRK 1/2的磷酸化没有显著变化。这些发现证实MASP1通过ERK/p38 MAPK信号通路调控，抑制HCC的进展。

研究总结：

本研究深入分析了MASP1在多种癌症中的表达模式及其与肿瘤免疫微环境的关联。研究发现，MASP1在多种癌症类型中表达下调，尤其在肝细胞癌中，MASP1的表达降低与患者的不良预后相关。通过生物信息学分析，作者揭示了MASP1与肿瘤免疫浸润、肿瘤突变负荷（TMB）、微卫星不稳定性（MSI）以及错配修复（MMR）基因的显著相关性，表明MASP1在调节TIME中发挥关键作用。作者还发现，MASP1表达与多种免疫细胞类型的浸润水平相关，包括自然杀伤（NK）细胞和肥大细胞，这些细胞在肿瘤微环境中起到重要作用。此外，MASP1与免疫相关基因的表达存在显著相关性，包括免疫检查点、主要组织相容性复合体（MHC）以及免疫调节因子，进一步证实了MASP1在肿瘤免疫中的潜在调节作用。在功能验证方面，作者通过体外实验和体内动物模型证实，MASP1能够抑制HCC细胞的增殖、迁移和侵袭。分子机制方面，MASP1通过调节ERK/p38 MAPK信号通路来抑制HCC的进展。总体而言，本研究强调了MASP1作为一种潜在的预后生物标志物和免疫治疗靶点在HCC中的重要作用，并在体内外实验甚至机制通路方面都进行了初步验证，做到了干湿结合。