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导语

今天给同学们分享一篇生信文章“Siglec-9, a Putative Immune Checkpoint Marker for Cancer Progression Across Multiple Cancer Types”，这篇文章发表在Front Mol Biosci期刊上，影响因子为5。

结果解读：

Siglec-9mRNA在人类肿瘤中的表达模式

首次使用GTEx数据库分析Siglec-9mRNA在正常组织中的表达。研究表明，在所有评估类型的组织中，Siglec-9的表达水平在血液、脾脏和肺组织中***，在肌肉和骨髓中***。

然后，使用TCGA数据库评估Siglec-9在来自不同组织类型的肿瘤和正常样本中的表达。用正常组织作为对照进行差异表达分析。Siglec-9在乳腺浸润性癌（BRCA）、多形性胶质母细胞瘤（GBM）、头颈部鳞状细胞癌（HNSC）、肾透明细胞癌（KIRC）、肾乳头状细胞癌（KIRP）、脑低级别胶质瘤（LGG）、胃腺癌（STAD）、甲状腺癌（THCA），和子宫体子宫内膜癌（UCEC）（图1A）。Siglec-9在结肠癌（COAD）、肝细胞癌（LIHC）、肺腺癌（LUAD）、肺鳞状细胞癌（LUSC）和胰腺癌（PAAD）等癌症中下调（图1A）。

对于TCGA中缺乏正常样本对照的肿瘤，纳入GTEx数据库中相应的正常样本进行进一步的差异表达分析。结果显示，Siglec-9在BRCA、宫颈鳞状细胞癌和宫颈腺癌（CESC）、食道癌（ESCA）、急性髓系白血病（LAML）、LGG、卵巢浆液性囊腺癌（OV）、胰腺癌（PAAD）、皮肤黑色素瘤（SKCM）、STAD、睾丸生殖细胞瘤（TGCT）、THCA、UCEC和子宫癌肉瘤（UCS）中上调，并且在肾上腺皮质癌（ACC）中下调（图1B）。

此外，还研究了Siglec-9在全癌不同临床分期和分子亚型肿瘤中的表达模式。研究表明，Siglec-9的表达在膀胱尿路上皮癌（BLCA）、ESCA、KICH、THCA和SKCM的临床分期之间存在显著差异（图2A）。ACC、BRCA、COAD、HNSC、KIRP、LGG、LIHC、LUSC、OV、PCPG、PRAD和STAD的分子亚型之间也观察到不同的表达模式（图2B）。在ACC、BRCA和CESC等其他肿瘤的肿瘤分期或分子亚型中未发现不同的表达。

泛癌Siglec-9表达与预后的相关性分析

通过使用DriverDBv3研究Siglec-9表达与包括OS、DSS、DFI和PFI在内的临床特征之间的关系来评估Siglec-9表达的预后价值。研究发现，在LUSC、THYM和LGG中，Siglec-9表达水平较高与OS较短和5年OS（HR>1）有关，但在ACC中与OS较长和5年OS（HR<1）有关（图3A、B）。进行DSS分析以进一步验证这些相关性，并发现类似的结果（图3C、D）。Siglec-9的高表达与GBM、PRAD和LGG中PFI的不良结果相关，而与ACC中PFI良好结果相关（图3E）。DFI分析发现，仅在ESCA中，Siglec-9表达增加与OS缩短和5年生存期相关。OS分析也使用UALCAN进行验证。研究表明，Siglec-9在LGG、SKCM、UVM中是一个较差的预后因素，在READ中是一种良好的预后因素。从DriverDBv3和UALCAN分析中观察到Siglec-9与LGG的预后显著相关。

Siglec-9表达与肿瘤免疫微环境的相关性

先前的研究已经确定了六种分子免疫亚型，包括伤口愈合（C1）、IFN-γ显性（C2）、炎症（C3）、淋巴细胞耗竭（C4）、免疫安静（C5）和TGF-β显性（C6）亚型，这些亚型与肿瘤分子特征和患者预后有关（Thorsson等人，2018）。作者分析了Siglec-9在TCGA泛癌的六种免疫亚型中的表达模式。Siglec-9在ACC、BLCA、BRCA、CESC、COAD、KICH、KIRC、LGG、LUSC、LIHC、LUAD、间皮瘤（MESO）、OV、PAAD、PCPG、PRAD、READ、SARC、SKCM、STAD、TGCT、THCA、UCEC、UCS和UVM的不同免疫亚型中差异表达（图4）。在其他肿瘤中，包括CHOL、ESCA、GBM、HNSC和KIRP，未观察到不同免疫亚型之间的差异。

然后，使用TIMER分析Siglec-9的表达与肿瘤组织中免疫细胞浸润之间的关系。在包括LGG、ACC和LUSC在内的大多数TCGA肿瘤中，观察到Siglec-9的表达与B细胞、CD4+T细胞、CD8+T细胞，中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞的浸润呈正相关（图5A-C）。在THYM中，B细胞、CD4+T细胞和CD8+T细胞浸润呈负相关，中性粒细胞浸润呈正相关（图5D）。此外，Siglec-9的表达与GBM中的CD8+T细胞、STAD和UVM中的B细胞以及DLBC中的巨噬细胞呈负相关。应用ESTIMATE分析进一步研究Siglec-9表达与肿瘤微环境之间的相关性。在TCGA的所有33种肿瘤类型中，包括ACC、LGG、LUSC和THYM，免疫评分、基质评分和估计评分均呈强正相关（图6A–C）。为了探索Siglec-9的表达与特定类型的免疫细胞浸润之间的关系，基于TISDB上Siglec-九的表达谱，使用基因集变异分析（GSVA）推断了28种TIL类型的相对丰度。结果显示，Siglec-9的表达与33个TCGA肿瘤中的卵泡辅助T细胞（Tfh）、调节性T细胞（Treg）、髓源性抑制细胞（MDSC）和巨噬细胞密切相关（图6D）。此外，还分析了Siglec-9的表达与47个免疫检查点基因的表达之间的相关性。在大多数TCGA肿瘤中，Siglec-9与免疫检查点呈正相关，包括LAIR1、HAVCR2、CD80、PDCD1（PD1）、PDCD1LG2（PD-L2）、VSIR和CD86（图6E）。Siglec-9与ACC、CHOL、DLBC、LAML、MESO、THYM和UCS等肿瘤的免疫检查点的相关性较低。特别地，LAIR1、HAVCR2、LGALS9和CD86的表达与Siglec-9的表达强正相关，并且在LGG中只有CD200的表达与Siglec-9表达负相关。在LUSC中，Siglec-9的表达与LAIR1、HAVCR2和CD86强正相关，与VTCN1和TNFRSF18负相关。

Siglec-9表达与肿瘤突变负荷、微卫星不稳定性、DNA错配修复基因和DNA甲基转移酶的相关性

TMB、MSI、DNA MMR和DNA甲基化被认为是肿瘤的免疫相关和预后相关因素（Duffy和Crown，2019）。因此，作者分析了Siglec-9的表达与TMB、MSI、DNA MMR基因和DNMT之间的相关性。发现Siglec-9在CESC、COAD、LGG、OV、PRAD、SARC和THYM中的表达与TMB呈正相关，在GBM和THCA中与TMB负相关（图7A）。Siglec-9在HNSC、LGG、LUAD、LUSC、PAAD、SKCM、STAD和TGCT中的表达与MSI呈负相关，在COAD中与MSI呈正相关（图7B）。包括五个DNA MMR基因（MLH1、MSH2、MSH6、PMS2和EpCAM），用于分析MMR与Siglec-9之间的相关性。MLH1在BLCA、BRCA、ESCA、HNSC、KIRC、LIHC、LUAD、LUSC、PAAD、PRAD、STAD、UCEC中与Siglec-9呈正相关，在GBM和SARC中呈负相关（图7C）。在KIRC、LIHC和PRAD中，MSH2与Siglec-9呈正相关，在中呈负相关（图7C）。MSH6在HNSC、KIRC、LGG、LIHC、PAAD、PRAD和STAD中与Siglec-9呈正相关，在GBM、LAML、LUSC、SARC、TGCT和UCS中呈负相关（图7C）。在KIRC、LIHC、PAAD、PRAD和STAD中，PMS2与Siglec-9呈正相关，在GBM、LUSC、SARC、SKCM和THCA中呈负相关（图7C）。Siglec-9在大多数肿瘤中与EpCAM呈负相关，包括BLCA、BRCA、CESC、CHOL、COAD、KIRC、KIRP、LAML、LGG、LUAD、LUSC、OV、PAAD、PRAD、STAD、TGCT和THCA（图7C）。总之，Siglec-9与KIRC、PAAD和PRAD中的MMR有显著相关性（图7C）。

Siglec9在低级别脑胶质瘤中表达模式的进一步验证

上述分析表明，Siglec9的表达与患者的预后相关，尤其是ACC和LGG患者的预后（图3）。由于样本量较大，与其他肿瘤的生存模式相似，并且与肿瘤免疫微环境、TMB、MSI、MMRs和DNMT的关系更密切，作者选择LGG进行进一步分析。来自中国胶质瘤基因组图谱（CGGA）的数据用于进一步验证。分析了Siglec-9在不同级别胶质瘤（世界卫生组织II、世界卫生组织III和世界卫生组织IV）中的表达。结果显示，Siglec-9在世界卫生组织IV（GBM）中的表达高于世界卫生组织II和世界卫生组织III（LGG）（图8A）。OS分析显示，Siglec-9的高表达与原发性世界卫生组织II级和复发性世界卫生组织III级神经胶质瘤的不良预后相关（图8B）。在复发性世界卫生组织II级胶质瘤和原发性世界卫生组织III级胶质瘤中，OS和Siglec-9的表达没有显著相关性。此外，分析了Siglec-9在IDH突变和1p/19q共缺失状态亚型中的表达，因为IDH突变状态和1p/19共缺失状态有利于神经胶质瘤的诊断、预后预测和治疗（Aoki等人，2018）。世界卫生组织II级中的IDH突变体和野生型之间未观察到差异，与世界卫生组织III级中IDH突变体相比，野生型中观察到更高的Siglec-9表达（图8C）。此外，在世界卫生组织II级和世界卫生组织III级中，无1p/19q共缺失的Siglec-9表达显著高于1p/19q共缺失亚型（图8D），这与先前在TCGA-LGG的Codel亚型中Siglec-9低表达的结果一致（图2B）。随后，还分析了Siglec-9在LGG和GBM中结合IDH突变和1p/19q的亚型中的表达。结果表明，Siglec-9在这些亚型中有显著差异表达（图8E）。然后，TIMER用于评估CGGA-LGG中Siglec-9的表达与免疫细胞浸润之间的相关性。根据CGGA-LGG中的TIMER免疫评分，Siglec-9的表达与B细胞、CD4+T细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和髓系树突状细胞（CD8+T细胞除外）呈正相关（图9A）。观察到Siglec-9表达与免疫评分、基质评分和估计评分之间存在强相关性（图9B）。Siglec-9表达与特异性免疫细胞之间的相关性分析表明，Siglec-9%的高表达伴随着M1/2巨噬细胞和中性粒细胞的高浸润水平，以及活化的NK细胞、Tfh和幼稚CD4+T细胞的低浸润水平（图9C）。

为了阐明siglec9影响LGG存活的具体机制，使用GSEA分析来确定Siglec-9在TCGA-LGG和CGGA-LGG（世界卫生组织II级和III级）中的低和高Siglec-9亚群之间的关键生物功能。结果表明，在基因本体论（GO）富集分析中，参与适应性免疫反应、细胞因子产生、炎症反应、抗原处理和呈递的各种途径在Siglec-9高表达亚组中富集（图10A，B）和KEGG分析（图10C，D）。免疫过程相关的细胞成分，如MHC蛋白复合物、免疫突触和分泌颗粒膜，在GO富集分析中显著富集。有趣的是，在上述所有分析中，神经细胞功能相关通路在Siglec-9的低表达中显著富集。

总结

总之，作者的研究揭示了Siglec-9表达与肿瘤患者临床特征（包括癌症进展、预后和免疫状态）之间的相关性。Siglec-9的表达是ACC、ESCA、LGG、LUSC和THYM患者的预后因素。在大多数肿瘤中观察到Siglec-9的表达与免疫细胞浸润和免疫检查点表达之间的强相关性。LGG、ACC和LUSC在大多数分析中显示出显著性，这表明Siglec-9可能在LGG、CC和LUSC中更重要。特别是，Siglec-9表达增加预测预后不良，并可能通过免疫调节和正常生理活动干扰影响LGG的发育。对这篇文章的思路感兴趣的老师，欢迎扫码咨询！

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