机器学习+基因组学+细胞实验验证:黑色素瘤新型生物标志物的发现之旅 | 上海富衡(基因计算机)

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文献卡片

标题:Gene Instability-Related lncRNA Prognostic Model of Melanoma Patients via Machine Learning Strategy

基于机器学习策略的黑色素瘤患者基因不稳定性相关 lncRNA 预后模型

期刊:Journal of Oncology (2023年之前IF=4.5;2023年后IF=0)

作者:Yan K;Wang Y;Shao Y;Xiao T

发表日期:2021

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核心速览

本研究通过机器学习策略构建了一个与基因不稳定性相关的lncRNA预后模型,为黑色素瘤的诊断和治疗提供了新的候选生物标志物。

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文献解析

黑色素瘤是侵袭性的皮肤恶性肿瘤之一,晚期患者死亡率极高。2025年,中国医科大学的研究团队通过机器学习方法,成功鉴定出7个与基因组不稳定性相关的lncRNA,可有效预测黑色素瘤患者预后。这一发现为黑色素瘤的早期诊断和治疗提供了新的分子靶点。

一、研究背景:黑色素瘤治疗的困境

黑色素瘤起源于黑色素细胞,近年来发病率持续上升。虽然早期患者通过手术可获得较好预后,但一旦发生转移,现有治疗手段效果有限。传统化疗和生物疗法对晚期患者效果不佳,亟需寻找新的诊断标志物和治疗靶点。

二、创新方法:机器学习助力基因筛选

研究团队从TCGA数据库获取了470例黑色素瘤患者的转录组数据、突变数据和临床随访数据。通过计算每个样本的体细胞突变数量,将样本分为高突变组和低突变组,筛选出61个与预后相关的lncRNA。

研究采用了两种机器学习算法:

  1. LASSO回归分析
  2. SVM-RFE(支持向量机递归特征消除)

三、关键发现:7个lncRNA标志物

通过上述方法,研究团队最终确定了7个关键lncRNA:

  1. AATBC
  2. AC026689.1
  3. AC083799.1
  4. AC091544.6
  5. LINC01287
  6. SPRY4.AS1
  7. ZNF667.AS1

研究人员建立了风险评分模型:

风险评分=0.085AATBC + 0.190AC026689.1 - 0.117AC083799.1 + 0.036AC091544.6 - 0.039LINC01287 - 0.291SPRY4.AS1 + 0.056*ZNF667.AS1

四、生物学机制:基因组不稳定性的关键角色

研究发现这些lncRNA主要参与以下生物学过程:

  • 核分裂
  • 有丝分裂DNA🧬完整性检查点
  • 呼吸电子传递链
  • 染色体分离
  • 氧化磷酸化

五、实验验证:AATBC促进肿瘤进展

研究团队通过体外实验证实,敲除AATBC可显著抑制黑色素瘤A375细胞的增殖和侵袭能力。伤口愈合实验和transwell实验结果显示,AATBC的消除能够有效抑制黑色素瘤细胞的迁移和侵袭。

六、临床意义:优于现有预测模型

与既往研究相比,本研究建立的模型具有更高的预测准确性(AUC=0.716)。该模型在不同临床亚组(年龄、性别、转移状态、分期和淋巴结浸润)中均表现出良好的预测能力。

七、专家点评

该研究将基因组不稳定性与lncRNA在黑色素瘤中的作用联系起来,为理解黑色素瘤的发生发展机制提供了新视角。特别是发现的7个lncRNA标志物,不仅可作为预后预测指标,更有望成为未来治疗的分子靶点。

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文献原文

Yan K, Wang Y, Shao Y, Xiao T. Gene Instability-Related lncRNA Prognostic Model of Melanoma Patients via Machine Learning Strategy. J Oncol. 2025 May 25;2021:5582920. doi: 10.1155/2021/5582920. PMID: 34122546; PMCID: PMC8169244.

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