Hello,大家好,小编又来啦!从今天开始小编要跟大家分享自肿瘤噬专题了,有意向的亲跟紧步伐咯!!下面开始分享第一篇:发表在oncotargets and therapy(IF:3+)的一篇自噬预后文章
Identification and validation of an individualized autophagy-clinical prognostic index in bladder cancer patients
膀胱癌患者个体化自噬临床预后指标的鉴定与验证
自噬是一种主要的分解代谢系统,自噬水平异常与包括癌症在内的多种疾病的发病机制有关。研究目的是探讨自噬在膀胱癌(BC)中的预后价值。文章基于TCGA数据库,在BC患者中鉴定出27种差异表达的自噬相关基因(ARG)。基于对ARGs表达谱和相应临床特征的综合分析,确定了三种预后性ARGs(JUN,MYC和ITGA3)。通过结合分子标记和临床特征,构建一个新的风险评分模型ACPI,可以可靠地估算BC患者的生存率。
材料和方法
数据采集
从人类自噬数据库(HADb)中获得ARGs,从TCGA下载并提取了ARGs的RNA-seq数据和膀胱尿路上皮癌(BLCA)队列的临床信息。
差异表达的ARGs富集分析
用R中的edgeR包来估计BC和非肿瘤样品之间差异表达的ARG。选择具有至少2倍变化且对应的P值小于0.05的基因作为显著差异表达的ARGs。然后进行一系列基因功能富集分析,从而发现这些基因的主要生物学特性GO和KEGG。DAVID数据库用于标识富集的GO和KEGG,用R的GOplot包进行富集项的可视化。
基于ARGs的个性化预后指标的构建
对TCGA下载的ARGs表达谱进行标准化,进行单变量Cox回归分析以选择ARG。随后,对这些与生存相关的基因进行多变量Cox回归分析,去除可能不是预后独立指标的基因。最后,获得了多个预后的ARG,并建立了由这些基因组成的PI。PI的公式基于基因的相对表达水平乘以回归系数的线性组合,代表多元Cox分析中基因的相对权重。通过中位数PI值作为风险临界值,将BC患者分为高风险和低风险组。通过Kaplan Meier(K–M)方法绘制生存曲线,并通过对数秩检验评估高危和低危组之间的生存率差异,研究自噬相关的PI是否可能是独立的BC患者TCGA队列中OS的预测指标,进行了多元Cox回归分析。
统计分析
使用R,GraphPad Prism 5和OriginPro 2017进行绘图。单变量Cox回归分析用于评估表达谱和OS之间的关联。基于与生存相关的因素,使用多元Cox比例风险回归模型构建PI和ACPI模型。通过R中的“ survivalROC”包对每个数据集测量ACPI预后值的ROC曲线和ROC曲线下相应面积(AUC)。使用STATA和Meta-DiSc软件,基于Oncomine的BC和非BC组织的表达数据,对所选ACPI基因进行Meta分析。
结果
差异表达的ARG
从TCGA下载了414个 BC组织样品和19个非肿瘤样品的RNA-seq和临床数据。提取234个ARG的表达值,处理后最终获得了9个上调的ARG和18个下调的ARG(图1)。此外,用散点图显示BC和非肿瘤组织之间27个差异表达的ARG的表达模式(图2)。
图1膀胱癌(BC)与正常膀胱组织之间差异表达的自噬相关基因(ARG)
图2 27种自噬相关基因(ARG)在膀胱癌类型和成对的非肿瘤样品中的表达模式
差异表达的ARG的功能注释
表1总结了这些基因的GO术语功能和KEGG通路富集。根据分子功能,基因主要在转录因子结合,泛素蛋白连接酶结合和蛋白异二聚活性方面富集,分析结果如图3所示。此外,在差异表达ARGs的KEGG通路富集分析中,这些基因与癌症,大肠癌,乙型肝炎,ErbB信号通路,p53信号通路等显著相关。如图4A所示,富集通路的Z分数小于零表明大多数癌症通路更有可能被减少,ARG与通路之间关系的热图如图4B。
表1差异表达的自噬相关基因的GO和KEGG分析
图3 富集分析气泡图
图4差异表达的自噬相关基因(ARG)的KEGG分析
鉴定预后的ARG
根据从TCGA获得的数据评估了27种差异表达的ARG的表达谱与OS之间的关系,通过SPSS 24.0筛选了四个与预后相关的ARG(JUN,MYC,ITGA3和NAMPT)用于进一步的多变量Cox回归模型(表2)。去除无明显预后价值的NAMPT基因,确定了三个基因JUN,MYC和ITGA3,以开发PI模型(表2)。K-M分析的结果表明,JUN的上调与BC患者的OS低密切相关(图5A)。而且,MYC的过表达会导致OS恶化(图5C)。相反,ITGA3上调表明BC患者的生存时间更长(图5E)。根据这三个基因的中位值,表3总结了这三个基因的表达水平与BC中临床病理参数之间的相关性。
表2 TCGA对膀胱癌预后相关ARGs的表达和Cox回归分析数据
图5预后标志中包括的三个基因与膀胱癌患者生存的相关性
表3 TCGA检测膀胱癌的三个关键预后基因表达与临床指标之间的关系
PI的构造和定义
PI的公式如下:PI =(0.1643×JUN的表达值)+(0.1555×MYC的表达值)+(-0.1505×ITGA3的表达值)。ITGA3的系数为负,表明JUN和MYC的表达与BC患者的生存时间呈负相关,而JUN与OS呈正相关。根据PI的中位表达值,将BC患者分为高风险和低风险组,计算高风险组和低风险组之间三个预后基因的表达水平。在高风险组中,JUN和MYC的表达明显较高,而在高风险组中,ITGA3的表达较低(图6)。同时,还研究了临床病理参数与PI的关系。独立样本t检验的结果表明:老年患者的PI值高于年轻患者(图7A),非乳头状癌的PI值高于乳头状膀胱癌(图7C),TIII-IV的PI值高于TI-II(图7D),组织学阶段III–IV高于I–II(图7G),高级别比低级别更高(图7H)。在男性和女性(图7B),N1-3期和N0期(图7E)或M1和M0期(图7F)之间,没有观察到PI值的差异。为了确定PI在预测BC患者临床预后中的作用,绘制了K-M图以分析高风险组和低风险组之间的不同生存时间。K-M分析的结果表明,高风险组患者的生存期显著低于低风险组(图8A)。图8B–F显示了训练数据集中患者的PI分布,不同风险组中的患者数量,TCGA数据集中的患者OS,检查的患者数量以及三个基因表达谱中的热图。此外,在调整了临床病理特征后,PI在多变量分析中仍然是BC患者的独立预后指标(表4)。
图6高危组和低危组之间三个关键基因的不同表达
图7膀胱癌预后指数(PI)的临床病理意义
图8膀胱癌患者的自噬相关预后指数(PI)
表4 TCGA膀胱癌患者OS的单因素和多因素分析
通过将PI与临床参数相结合来集成预后标志
基于TCGA数据集的多变量Cox回归分析,建议将年龄,阶段和PI作为有价值的独立预后因素。为了进一步提高PI预测BC患者OS的准确性,将年龄,病理分期和PI进行整合,得出ACPI为(0.028×年龄)+(0.467×分期)+(0.834×PI评分)。同样,根据ACPI的中位数将患者分为高风险和低风险组。ACPI将BC患者分为两组,其预后显著不同(图9A)。为了评估ACPI对BC患者预后的预测程度,进行了ROC曲线分析。ACPI的AUC为0.689(图9B),表明TCGA数据集中ACPI在生存预测方面的竞争表现。ACPI的预后价值也通过GSE13507和GSE31684进行了验证。与基于TCGA数据集的发现一致,高风险组的患者的总生存期明显短于基于GSE13507的低风险组的患者(图9C),ACPI的AUC为0.864(图9D)。在GSE31684中观察到了类似的趋势(图9E),ACPI的AUC为0.624(图9F)。
图9膀胱癌患者自噬临床预后指数(ACPI)的预后价值
Meta分析
共进行了19项分析,BC组织中JUN和MYC的表达低于非BC组织(图10A和C),而ITGA3的表达为相反(图10E),与TCGA中的表达趋势相同。此外,Meta分析的测试表明,JUN,MYC和ITGA3的sROC的AUC分别为0.91、0.87和0.74(图10B,D和F)。在涉及Meta分析的19项研究中,只有两个微阵列(GSE37137和GSE35824)和TCGA包含来自非肌肉浸润性膀胱癌(NMIBC)和肌肉浸润性膀胱癌(MIBC)组织的基因表达数据。然后进行Meta分析,评估NMIBC和MIBC组织之间JUN,MYC和ITGA3的表达。MIB组织中JUN和ITGA3的表达高于NMIBC组织,而MYC的表达相反。
图10 Meta分析
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