通過機(jī)器學(xué)習(xí)分析長(zhǎng)鏈非編碼 RNA 生成的 166 個(gè)生物標(biāo)志物目錄

多倫多——(2021 年 11 月 15 日)在一個(gè)以前很少有人關(guān)注的地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一批新的癌癥預(yù)后生物標(biāo)志物。研究人員公布了 166 種預(yù)后生物標(biāo)志物的目錄，這些生物標(biāo)志物是通過分析長(zhǎng)鏈非編碼 RNA (lncRNAs) 生成的，這些生物標(biāo)志物在癌癥研究中尚未得到充分研究。此外，目錄中的一種生物標(biāo)志物在將神經(jīng)膠質(zhì)瘤(腦癌)分類為低風(fēng)險(xiǎn)或高風(fēng)險(xiǎn)方面非常有效。這些發(fā)現(xiàn)證明了 lncRNA 作為臨床生物標(biāo)志物和潛在治療靶點(diǎn)的潛力，在生物標(biāo)志物和癌癥生物學(xué)研究中開辟了新天地，并為有關(guān)非編碼 RNA 失調(diào)在癌癥中的作用的新興科學(xué)增添了新的內(nèi)容。

該研究發(fā)表在Cell Reports 上，由安大略癌癥研究所 (OICR) 首席研究員 Jüri Reimand 博士和 Lunenfeld-Tannenbaum 研究所 (LTRI) 首席研究員 Daniel Schramek 博士共同領(lǐng)導(dǎo)，使用機(jī)器學(xué)習(xí)針對(duì) 30 種癌癥類型的近 9,500 個(gè)癌癥樣本評(píng)估 5,600 個(gè)潛在的 lncRNA 生物標(biāo)志物。這將研究范圍縮小到 166 個(gè)被發(fā)現(xiàn)與患者生存相關(guān)的 lncRNA。在臨床環(huán)境中，這些生物標(biāo)志物可能用于提高臨床變量、分子特征和癌癥亞型的預(yù)測(cè)價(jià)值，以更好地預(yù)測(cè)患者的預(yù)后。

在他們的目錄中，研究人員將注意力集中在一個(gè)名為HOXA10-AS 的lncRNA 上，他們最初的機(jī)器學(xué)習(xí)分析顯示，這是一個(gè)強(qiáng)有力的候選者，可作為預(yù)后生物標(biāo)志物，將患者分為低?；蚋呶ＤX癌。為了證實(shí)他們的機(jī)器學(xué)習(xí)分析的結(jié)果，他們?cè)谝粋€(gè)新的腦癌數(shù)據(jù)集上進(jìn)行了測(cè)試，該數(shù)據(jù)集由位于中國(guó)上海的合著者生成，由華山醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)。

受到機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)果的鼓舞，該團(tuán)隊(duì)開始使用源自患者的癌細(xì)胞、異種移植物和類器官模型進(jìn)行功能生物學(xué)驗(yàn)證。這些步驟不僅證實(shí)了HOXA10-AS可以作為一個(gè)強(qiáng)大的生物標(biāo)志物，而且作為一個(gè)潛在的治療靶點(diǎn)，因?yàn)樗谀X癌的幾個(gè)重要生物學(xué)途徑中發(fā)揮作用。例如，HOXA10-AS 的過表達(dá)與細(xì)胞侵襲增加有關(guān)，而降低水平會(huì)抑制細(xì)胞增殖——這兩個(gè)都是腦癌的重要標(biāo)志。

這些生物學(xué)實(shí)驗(yàn)還提供了HOXA10-AS 中表現(xiàn)出的“開關(guān)樣”行為及其與患者結(jié)果的聯(lián)系的進(jìn)一步證據(jù)。該 lncRNA 的缺乏表達(dá)與低風(fēng)險(xiǎn)腦腫瘤相關(guān)，而高表達(dá)與侵襲性腫瘤相關(guān)。

“我們對(duì)這項(xiàng)研究的結(jié)果感到興奮，它不僅產(chǎn)生了新的生物標(biāo)志物和對(duì)癌癥生物學(xué)的見解，而且還提供了繼續(xù)探索癌癥轉(zhuǎn)錄組以幫助患者的新發(fā)現(xiàn)的動(dòng)力，”Reimand 說，他的團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)了該機(jī)器學(xué)習(xí)分析。“我們才剛剛開始觸及 RNA 在癌癥中的作用的表面，隨著全轉(zhuǎn)錄組測(cè)序在臨床中變得越來越普遍，并且有更多數(shù)據(jù)可用，我們已經(jīng)準(zhǔn)備好獲得更多發(fā)現(xiàn)。”

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