单基因泛癌+简单体内外实验验证，轻松发6+二区SCI，基因符合结

影响因子：6.1

研究概述：胶质瘤是最常见的中枢神经系统原发性肿瘤，在儿童和成人中枢神经系统肿瘤中发病率和死亡率最高。随着对低级别胶质瘤理解的加深以及低级别胶质瘤诊断和治疗技术的进步，低级别胶质瘤（LGG）患者的预后总体上优于高级别胶质瘤（HGG）患者。然而，复发和恶性进展至高级别胶质瘤仍然是LGG患者预后不良的主要原因。FAM109B参与内吞运输，并影响大脑甲基化中的遗传变异，在精神疾病中起多效性作用。有研究表明，FAM109B与阿尔茨海默病和精神分裂症的发生密切相关，也与主要影响大脑的罕见遗传病Lowe综合征密切相关。此外，FAM109B在乳腺癌细胞系中对药物敏感，并显示出对放射线的敏感性。尽管FAM109B参与了某些神经系统疾病的遗传变异，但其在常见中枢神经系统肿瘤中的表达和预后意义尚不清楚。基于发表的孟德尔随机化分析已经确定FAM109B是一个重要的免疫细胞相关疾病基因，但FAM109B如何影响免疫细胞功能以及肿瘤免疫细胞浸润仍不清楚。因此，本研究作者通过使用TCGA、Gravendeel和CGGA数据集进行分析，首次揭示了FAM109B在33种癌症中的表达、免疫浸润和预后意义。作者探索了FAM109B与低级别胶质瘤在肿瘤恶性进展、DNA甲基化、单细胞转录组学、拷贝数变异（CNV）、化疗药物疗效和免疫特征等方面的相关性。通过体外和体内实验，作者提出FAM109B可能是LGG患者的预后因素，并可能在未来的临床实践中成为新的治疗靶点。具体研究流程如下：

研究结果：

FAM109B表达的泛癌分析

作者通过整合TCGA和GTEx数据库来探索FAM109B 泛癌mRNA的表达（图A-B）。FAM109B在多种肿瘤如乳腺癌、胆管癌、弥漫性大B细胞淋巴瘤、胶质母细胞瘤GBM、头颈部鳞状细胞癌、LGG、肝细胞癌、肺腺癌中上调。然而，它在食管鳞状细胞癌、肾嫌色细胞癌、肺鳞状细胞癌、甲状腺癌等癌肿中下调（图A）。随后，作者分析了FAM109B表达与33种肿瘤中22种常见免疫浸润细胞之间的相关性，结果发现其与膀胱癌、乳腺癌、结肠腺癌、弥漫性大B细胞淋巴瘤、GBM、LGG、肝细胞癌、肺腺癌、卵巢癌、前列腺癌等肿瘤的巨噬细胞密切相关（图C）。作者分析的FAM109B表达与肿瘤突变负荷之间相关性发现：在间皮瘤、食管癌、结肠腺癌、子宫癌、LGG、胰腺癌、GBM等肿瘤中，FAM109B表达与TMB水平呈正相关（图D）。

FAM109B表达与LGG临床特征的相关性

接下来，作者分析了FAM109B表达水平与LGG患者的临床特征之间的关系，如年龄、性别、WHO分级、IDH突变状态以及1p/19q共缺失状态。在TCGA数据集中，FAM109B高表达与更高的WHO分级、IDH野生型状态以及1p/19q非共缺失状态密切相关（图A）。通过对TCGA（图C）和CGGA（图F）数据集的生存分析发现，与低FAM109B表达的患者相比，FAM109B高表达的患者预后显著较差。ROC曲线分析显示，TCGA数据集中1年、3年和5年OS的AUC值分别为0.846、0.763和0.663（图C），而CGGA数据集中的AUC值分别为0.602、0.716和0.688（图G）。此外，TCGA数据集中的单因素Cox分析表明，FAM109B、年龄、IDH状态、1p/19q共缺失和WHO分级为高风险因素，而多因素Cox分析表明，FAM109B是LGG OS的独立预后因素 (表1）。同样，在CGGA数据集中，单因素Cox分析表明FAM109B、IDH状态和WHO分级为高风险因素，而多因素Cox分析表明FAM109B是LGG OS的独立预后因素 (表2）。为了探索FAM109B在LGG中的潜在临床预后能力，作者使用TCGA（图D）和CGGA（图H）数据集建立了临床列线图模型。校准曲线表明，列线图模型在预测LGG患者1年、3年和5年OS方面具有较高的准确性（图E、I）。

FAM109B在LGG中的DNA甲基化分析

作者使用MethSurv数据库分析了胶质瘤患者FAM109B启动子区域CpG岛的甲基化水平差异。作者发现，随着肿瘤分级的增加，FAM109B的三个甲基化CpG位点（cg17916520、cg08057985、cg16740427）逐渐减少（图A）。Kaplan–Meier曲线显示，与低甲基化患者相比，FAM109B高甲基化的患者预后更好（图B）。作者对TCGA和CGGA数据集中筛选出的差异表达基因进行了GO和京都基因与KEGG富集分析。GO分析结果显示，在TCGA（图C）和CGGA（图D）数据集中，DEGs与白细胞介导的免疫反应、白细胞活化的正向调控、免疫反应调控信号通路、质膜信号受体复合物和白细胞细胞间黏附密切相关。KEGG分析结果表明，在TCGA（图E）和CGGA（图F）数据集中，DEGs与细胞因子-细胞因子受体相互作用、细胞黏附分子、PI3K-AKT信号通路、p53信号通路、IL17信号通路和MAPK信号通路密切相关。

FAM109B与免疫细胞浸润及LGG肿瘤微环境的相关性

为了进一步研究FAM109B在胶质瘤中的潜在作用，作者计算了TCGA数据集中24种免疫细胞类型的浸润水平。结果显示，FAM109B表达与巨噬细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、细胞毒性细胞及活化树突状细胞浸润水平呈正相关，而与浆细胞样树突状细胞（pDC）浸润水平呈负相关（图A, B）。此外，单细胞测序分析表明，FAM109B主要在巨噬细胞中表达（图C）。通过分析FAM109B与巨噬细胞M1（IL12A、NOS2、PTGS2、CCL3和TNF）和M2（TGFB1、IL10、CD163和CSF1R）亚型标志物之间的相关性，结果显示FAM109B与M2型标志物呈正相关（图D）。接着，作者分析了FAM109B与免疫检查点（ICs）之间的关系，发现FAM109B与TCGA和CGGA数据集中大多数ICs呈正相关（图E），并对八个主要免疫检查点进行了详细分析（图F）。

FAM109B与LGG基因组变异的相关性

通过识别低级别胶质瘤患者中显著改变的扩增或缺失区域，作者发现FAM109B与拷贝数变异（CNV）呈负相关（图A）。扩增的CNV基因集预测了比野生型（WT）更差的预后（图B）。进一步的突变分析显示，异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）是FAM109B表达中最常见的突变基因（图C）。Kaplan–Meier曲线表明，FAM109B表达较高且TMB水平较高的LGG患者其OS较差（图D）。

FAM109B在LGG中的体外实验

作者最后进行实验验证。首先克隆形成实验表明，与阴性对照组（NC）相比，敲除FAM109B显著减少了细胞克隆的数量（图A、C）。EdU实验显示，敲除FAM109B显著抑制了细胞增殖（图B、D）。CCK-8实验结果表明，沉默FAM109B显著降低了SW1088细胞的活力（图E）。为了研究FAM109B对体内胶质瘤生长的影响，作者将稳定敲除FAM109B的U251细胞植入裸鼠大脑，建立颅内肿瘤模型。与对照组相比，sh-FAM109B组小鼠的肿瘤显著较小，生长速度较慢（图F、G）。sh-FAM109B组小鼠的体重下降较慢，生存时间较长（图H、I）。此外，与对照组相比，sh-FAM109B组小鼠的肿瘤病变中M2型巨噬细胞（CD163）显著减少（图J）。

研究总结：

这项研究首次全面揭示了FAM109B在低级别胶质瘤中的表达模式及其与免疫浸润、肿瘤微环境和预后之间的关系，确立了FAM109B作为一种新型预后生物标志物的潜力。FAM109B不仅能够作为LGG患者的独立预后指标，还是一个有望被开发为免疫治疗靶点的基因，特别是通过调控TAMs发挥作用。总结来说，这篇文章分析和实验均不复杂，值得模仿。