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6+基因集泛癌纯生信,简单粗暴的生信分析思路!

单基因泛癌 管理员 193℃ 0评论
6+基因集泛癌纯生信,简单粗暴的生信分析思路!插图

今天给同学们分享一篇关于泛癌的肿瘤凝血基因集与免疫微环境分析,“A pan‑cancer analysis of the human tumor coagulome and its link to the tumor immune microenvironment”,这篇文章是2020年10月发表在CANCER IMMUNOLOGY IMMUNOTHERAPY杂志上的,影响因子IF=5.442,即时IF=6.649。作者使用TCGA数据库分析了32种癌症类型中F3、PLAU、PLAT、PLAUR、SERPINB2和SERPINE1基因的表达,最终确定了促凝血和纤溶基因的特定表达模式。

A pan‑cancer analysis of the human tumor coagulome and its link

to the tumor immune microenvironment

人肿瘤凝血体的泛癌分析及其与肿瘤免疫微环境的联系

结果解读

1.肿瘤凝血体的转录调控模式

作者选择了六个已报道构成人类肿瘤核心凝血体的基因:F3、PLAT、PLAU、PLAUR、SERPINE 1和SERPINE 2。为了探讨它们在人类肿瘤中的表达模式,作者检索了相应基因的RNA序列数据。泛癌比较揭示了不同类型的原发肿瘤之间的差异,肿瘤类型之间的中值表达差异高达250倍(图1A)。与其他肿瘤相比,GBM的特征在于最高的F3基因表达水平。为了解决肿瘤中促凝血/纤维蛋白溶解蛋白的不同表达模式的存在,作者计算了每个基因的z指数,结合癌症类型的分级聚类(图1B)进行了泛癌分析。结果显示了部分肿瘤中促凝血基因F3和促纤维蛋白溶解基因PLAU、PLAUR和SERPINE1表达之间的差异。

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Fig 1 人类肿瘤中凝血体基因的表达

2.凝血/纤溶基因表达与不同肿瘤VTE的相关性

为了将图1中所示的基因表达模式与VTE风险联系起来,作者使用了Blom等人发表的数据,对每个关键凝血/纤溶基因的mRNA水平(基于来自TCGA的RSEM数据)和VTE风险(以1000名患者的累积发病率衡量)进行了相关性分析(图2)。结果表明,F3基因表达与VTE发病率呈正相关(r = 0.53,p = 0.036)。

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Fig 2 凝血体基因表达与VTE病风险的相关性

3.基因集的富集分析(GSEA)

GSEA揭示了F3与PAAD的标志性通路“NFKB”、“TNFα”最正相关,标准化富集分数(NES)为2.06 (p = 0.016 FDR)(图3A)。第二种富集的基因组是“Hypoxia”(NES = 1.97,p = 0.023)。相比之下,PLAU基因表达与标志性通路“Epithelial Mesenchymal Transition”呈显著正相关(NES = 2.20,p = 0 FDR)。第二富集的通路是“Apical junction”(NES = 2.14,p = 0.001 FDR)(图3B-C)。

6+基因集泛癌纯生信,简单粗暴的生信分析思路!插图3

Fig 3 人类肿瘤F3和PLAU基因的GSEA分析

4.凝血体与TME的细胞组成和免疫活性有关

作者使用MCP对特异性mRNA进行检测,并计算了每种免疫细胞的肿瘤浸润之间的皮尔逊相关系数,结果表明,3个基因与免疫细胞的评价相关性均大于0.25(图4)。随后,作者对凝血体关键基因的表达与Thorsson等人报道的66种免疫调节基因进行了相关性分析,在各种癌症类型中分为7类(共刺激因子、共抑制剂、配体、受体、细胞粘附、抗原呈递和其他)(图5),证实了免疫基因的表达与纤维蛋白溶解基因簇PLAU、PLAUR和SERPINE1之间存在正相关。最后,作者直接比较了PLAU高表达和低表达的肿瘤(分别为上四分位数和下四分位数),并比较了两个PDCD1LG2和CD276的mRNA水平(RSEM)(图6)。

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Fig 4 凝血体基因表达模式与免疫细胞浸润的相关性

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Fig 5 凝血体的表达与免疫调节因子之间的相关性

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Fig 6 PDCD1LG2和CD276在常见的原发性肿瘤中的表达

小结

文章作者使用TCGA数据库,分析了6个基因在32种肿瘤中的肿瘤凝血体转录调控模式,并分析了SERPINB2和SERPINE1与肿瘤免疫微环境的相关性,最终确定了促凝血和纤溶基因的特定表达模式。其中,F3与表达与肿瘤类型有关,且在胶质母细胞瘤(GBM)中表达最高,胶质母细胞瘤是一种高度促凝的肿瘤类型。相反,纤维蛋白溶解基因簇PLAU、PLAUR、 SERPINE1的高表达与TME(单核细胞浸润)的特征和免疫反应重要检查点的高表达一致,如PD-L2和CD276/B7-H3。这些肿瘤特异性表达模式可能部分解释了肿瘤类型间VTE风险的差异,并揭示了凝血纤溶的生物标志物可能为癌症患者的TME提供有价值的信息。对泛癌研究感兴趣的同学,欢迎咨询。

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