前列腺腺癌（PRAD）是全球男性最常见的恶性肿瘤之一，尽管诊疗技术不断进步，仍有相当比例的患者会发展为转移性、难治性肿瘤。如何识别可靠的生物标志物用于早期风险分层，是当前前列腺癌研究面临的重要挑战。
近日，来自天津医科大学和皖南医学院第一附属医院的研究团队在预印本平台Research Square发表了一项题为“Integrative CRISPR-Cas9 Screening Reveals Lethal Genes Driving Metastasis and Prognosis in Prostate Adenocarcinoma”的研究。该研究通过整合CRISPR-Cas9筛选和bulk RNA测序数据，建立了一个新的基因特征模型，用于改善前列腺癌的风险分层并识别潜在治疗靶点。其中，本研究所使用的siRNA由微谨生物合成提供，为实验的顺利开展提供了可靠支持。
研究设计
研究团队采用多组学整合策略，主要分析流程如下：

  1. 数据来源：从TCGA数据库获取554例前列腺癌患者的基因表达谱和临床数据；从DepMap数据库获取12种前列腺癌细胞系的CRISPR-Cas9筛选数据
  2. 核心筛选：通过CERES评分识别肿瘤细胞生存必需基因（评分 < -1 且在75%以上细胞系中满足条件）
  3. 模型构建：利用LASSO Cox回归构建预后模型
  4. 功能验证：通过细胞实验验证关键基因CDC45的功能

关键发现
1. 筛选功能性基因组
研究团队通过整合TCGA差异表达基因和DepMap CRISPR筛选数据，鉴定出27个高置信度候选基因。这些基因在细胞周期调控、p53信号通路和细胞衰老等通路中显著富集，提示其在肿瘤进展中发挥重要作用。
2. 构建11基因预后模型
通过LASSO Cox回归分析，研究团队从27个候选基因中筛选出11个基因构建预后模型，包括：ATP6V0C、BOP1、CDC20、CDC45、PABPN1、PLK1、RPL26、RPS1、RRM2、SPC24和SPOUT1。
根据风险评分将患者分为高风险组和低风险组，高风险组患者的无进展生存期（PFS）显著更差（log-rank p < 0.001）。该模型的预测准确性良好，时间依赖性ROC曲线的AUC值均高于0.75。
3. CDC45作为关键枢纽基因
通过加权基因共表达网络分析（WGCNA），研究团队鉴定出与肿瘤进展相关性最强的红色模块（相关系数=0.46），其中包含CDC45、CDC20、RRM2、PLK1和SPC24等5个关键基因。其中CDC45表现出最强的预后相关性，1年进展预测AUC达0.696。
4. CDC45的表达特征与预后价值
研究发现CDC45在前列腺癌组织中显著高表达（p < 0.001），且其表达水平与淋巴结转移（N分期）和Gleason评分显著相关。时间依赖性ROC分析显示，CDC45对1年、3年和5年无进展生存期的预测AUC均高于0.70，展现出良好的预后预测价值。
蛋白互作网络分析和GO富集分析进一步证实，CDC45参与DNA复制起始、G1/S期转变等关键生物学过程，并与DNA修复和复制相关通路的活性呈正相关。
5. CDC45调节肿瘤免疫微环境
CIBERSORT免疫浸润分析显示，CDC45高表达与促肿瘤免疫细胞（如活化B细胞、肥大细胞、NK细胞和Th17细胞）的浸润增加显著相关，而与CD8⁺细胞毒性T细胞呈负相关。此外，CDC45高表达组患者的TIDE评分显著更高（p < 0.01），提示其具有更强的免疫逃逸能力。
6. 体外功能验证
为验证CDC45的功能，研究团队在PC-3和DU-145前列腺癌细胞中进行了siRNA介导的CDC45敲低实验。结果显示，CDC45敲低后：

  • 细胞集落形成能力显著降低
  • 细胞迁移能力明显受损（通过划痕愈合和Transwell实验验证）

这些结果证实CDC45通过促进细胞增殖和迁移能力，在前列腺癌的肿瘤侵袭性中发挥关键作用。
研究意义
本研究通过整合CRISPR-Cas9筛选和多组学数据，建立了前列腺癌的11基因预后模型，并系统揭示了CDC45在前列腺癌进展和免疫调控中的核心作用。研究发现：

  1. CDC45可作为前列腺癌潜在的诊断和预后生物标志物
  2. CDC45参与调节肿瘤免疫微环境，可能影响免疫治疗响应
  3. 靶向CDC45可能是前列腺癌治疗的新策略

该研究不仅为前列腺癌的风险分层提供了新的工具，也为后续靶向治疗策略的开发奠定了基础。