ペルフルオロオクタン酸関連膀胱発がんの毒性ゲノム学的特性評価

科学分野:

• 環境毒性学
• がんゲノミクス
• バイオインフォマティクス

背景:

• ペルフルオロオクタン酸（PFOA）は、潜在的な健康リスクを持つ環境汚染物質です。
• 化学物質曝露とがんの分子的な関連を理解することは、公衆衛生にとって重要です。
• 膀胱がんのトランスクリプトミクスは、腫瘍の発生と進行に関する洞察を提供します。

研究 の 目的:

• 毒性学的標的予測と膀胱がんのトランスクリプトミクスを計算論的に橋渡しすること。
• PFOA曝露と膀胱がんの間で共有される分子シグネチャと経路を特定すること。
• 特定された分子特徴に基づいて膀胱がんの予測モデルを開発すること。

主な方法:

• 5つのデータベースからPFOAに関連する9,591の推定分子標的を収集しました。
• 5つの膀胱がんコホート全体で、差次的発現および遺伝子共発現ネットワーク解析を実施しました。
• 機能的濃縮、機械学習（SHAP）、および分子ドッキングを用いて経路解析と予測を行いました。

主要な成果:

• 細胞周期制御とDNA損傷に関連する69の候補遺伝子を特定しました。
• 優れた識別性能（トレーニングでAUC 0.986、外部で0.944-1.000）を持つ9遺伝子分類器を開発しました。
• MCM7を主要な予測因子として特定しました。
• PFOAはIGFBP2と強い予測相互作用を示しました。

結論:

• 毒性学的予測とトランスクリプトミクス解析を統合して、PFOA曝露と膀胱がんを関連付けました。
• 9遺伝子分類器は堅牢な性能を示し、PFOAと交差する経路を捉えています。
• 化学物質曝露とがん生物学の間で共有される転写プログラムのシステムレベルの視点を提供します。