發(fā)布時(shí)間: 2025-04-30 13:57:36
小細(xì)胞肺癌(SCLC)因其高侵襲性、早期轉(zhuǎn)移傾向及極差的臨床預(yù)后,成為了腫瘤治療領(lǐng)域亟待突破的難點(diǎn)。盡管免疫檢查點(diǎn)抑制劑的應(yīng)用為患者帶來(lái)了生存改善,但總體療效仍有限,亟需通過(guò)多組學(xué)整合策略挖掘更具潛力的
治療靶點(diǎn)與預(yù)后標(biāo)志物。本研究發(fā)表于《Frontiers in Immunology》(IF=5.7),首次系統(tǒng)整合轉(zhuǎn)錄組學(xué)與孟德爾隨機(jī)化(MR)分析,從跨組學(xué)視角解析SCLC的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò),成功鎖定5個(gè)關(guān)鍵基因(PSAT1、PSRC1、
COLEC12、PLLP、HP),并揭示其通過(guò)免疫微環(huán)境重塑驅(qū)動(dòng)患者生存的分子機(jī)制。
研究設(shè)計(jì)亮點(diǎn)
1、多組學(xué)深度聯(lián)動(dòng):轉(zhuǎn)錄組篩選→MR因果驗(yàn)證→免疫浸潤(rùn)解析,全鏈條鎖定靶點(diǎn);
2、生存硬核證據(jù):獨(dú)立隊(duì)列驗(yàn)證基因表達(dá)一致性達(dá)100%,PSRC1成首個(gè)兼具“免疫調(diào)控”與“預(yù)后預(yù)警”潛力的雙功能標(biāo)志物;
3、臨床轉(zhuǎn)化直達(dá):靶點(diǎn)與免疫檢查點(diǎn)抑制劑協(xié)同潛力,為“精準(zhǔn)治療+動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)”提供新策略!
題目:基于轉(zhuǎn)錄組學(xué)結(jié)合孟德爾隨機(jī)化分析探索小細(xì)胞肺癌潛在治療靶點(diǎn)
雜志:FrontImmunol
影響因子:IF=5.7
發(fā)表時(shí)間:2025.01.13
研究背景
小細(xì)胞肺癌(SCLC)是一種死亡率極高、預(yù)后差的高級(jí)別神經(jīng)內(nèi)分泌癌,約占所有肺癌病例的13%-15%,具有早期轉(zhuǎn)移、侵襲性增殖和易復(fù)發(fā)的特點(diǎn),可分為局限期和廣泛期兩種類型,其中80%-85%的SCLC患者被診斷為廣泛期小細(xì)胞肺癌(ES-SCLC)。
目前,化放療是SCLC治療的關(guān)鍵干預(yù)措施,與其他治療方法相比,SCLC對(duì)化放療的初始敏感性良好。然而,這種反應(yīng)大多是短暫的,患者容易出現(xiàn)復(fù)發(fā)。盡管近年來(lái)免疫檢查點(diǎn)抑制劑的出現(xiàn)一定程度上改變了ES-SCLC患者的臨床轉(zhuǎn)歸,以鉑類為基礎(chǔ)的化療聯(lián)合抗程序性細(xì)胞死亡蛋白1及其配體1的方案提高了ES-SCLC患者的生存率,成為目前一線治療的標(biāo)準(zhǔn),但ES-SCLC患者的總生存期仍然非常有限,因此迫切需要更多的研究來(lái)探索SCLC有效的治療方案。
數(shù)據(jù)來(lái)源
1、GEO數(shù)據(jù)
2、GWAS數(shù)據(jù)
暴露:從IEU開放GWAS數(shù)據(jù)庫(kù)(https://gwas.mrcieu.ac.uk/)中提取了V?saU團(tuán)隊(duì)研究的表達(dá)數(shù)量性狀位點(diǎn)數(shù)據(jù);
結(jié)局:從GWAS目錄數(shù)據(jù)庫(kù)(https://www.ebi.ac.uk/gwas/home,登錄號(hào)GCST004746)中提取了McKay團(tuán)隊(duì)研究的GWAS數(shù)據(jù),共包含2,664份SCLC樣本和21,444份對(duì)照樣本。
研究思路
本研究從基因表達(dá)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)(GEO)中提取SCLC數(shù)據(jù)集,利用R軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,篩選出差異表達(dá)基因(DEG)?;赟CLC的表達(dá)數(shù)量性狀位點(diǎn)數(shù)據(jù)和全基因組關(guān)聯(lián)研究數(shù)據(jù),利用MR分析篩選出與SCLC疾病密切相關(guān)且與DEG相交的基因,獲得共表達(dá)基因(CEG),并通過(guò)富集分析進(jìn)一步探究CEG的生物學(xué)功能和通路。此外,應(yīng)用CIBERSORT算法評(píng)估SCLC中免疫細(xì)胞浸潤(rùn)水平,分析CEG與免疫細(xì)胞的相關(guān)性。同時(shí),利用獨(dú)立的SCLC患者隊(duì)列對(duì)這5個(gè)CEG進(jìn)行生存分析。最后對(duì)目標(biāo)基因的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
主要結(jié)果
1、DEG的鑒定
作者從三個(gè)GEO數(shù)據(jù)集中鑒定出了857個(gè)DEG,其中上調(diào)基因443個(gè),下調(diào)基因414個(gè)。
2、MR分析
作者篩選出202個(gè)有顯著意義的基因,將它與DEGs取交集,最終獲得2個(gè)共表達(dá)上調(diào)基因(PSAT1,PSRC1)和3個(gè)共表達(dá)下調(diào)基因(PLLP,COLEC12,HP),如圖4-5。此外,作者還定位了染色體上的CEGs,并對(duì)其進(jìn)行了可視化,
如圖6所示。
3、GO/KEGG富集分析
GO富集分析顯示這些基因主要影響內(nèi)吞小泡、結(jié)合珠蛋白-血紅蛋白復(fù)合物、致密髓鞘等生物學(xué)功能。KEGG富集分析顯示這些基因主要影響甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸代謝;半胱氨酸、蛋氨酸代謝;氨基酸生物合成等。
4、免疫細(xì)胞浸潤(rùn)分析
通過(guò)免疫細(xì)胞浸潤(rùn)分析觀察到在SCLC與對(duì)照樣本中,CD4記憶性靜息T細(xì)胞和CD4記憶性激活T細(xì)胞比例顯著降低,濾泡輔助T細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、NK細(xì)胞激活及M2型巨噬細(xì)胞比例顯著升高(圖9A-B)。
CEGs與22種免疫細(xì)胞的相關(guān)性分析顯示,PSRC1與濾泡輔助T細(xì)胞、活化NK細(xì)胞、M1巨噬細(xì)胞呈正相關(guān),與靜息NK細(xì)胞、單核細(xì)胞、M2巨噬細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、中性粒細(xì)胞呈負(fù)相關(guān);PSAT1與M0巨噬細(xì)胞呈正相關(guān),與單核細(xì)胞
呈負(fù)相關(guān);COLEC12與單核細(xì)胞、M2巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞呈正相關(guān),與濾泡輔助T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞M1呈負(fù)相關(guān);PLLP與中性粒細(xì)胞呈正相關(guān),與活化T細(xì)胞CD4記憶細(xì)胞、巨噬細(xì)胞M1呈負(fù)相關(guān);HP與天然B細(xì)胞呈負(fù)相關(guān),
如圖9C所示。
5、GSEA
綜合差異基因表達(dá)狀態(tài)、免疫細(xì)胞浸潤(rùn)評(píng)估及相關(guān)性分析的結(jié)果,作者發(fā)現(xiàn)PSRC1和COLEC12與顯著差異的浸潤(rùn)免疫細(xì)胞相關(guān)。因此,本研究利用GSEA進(jìn)一步探討PSRC1和COLEC12在SCLC中相關(guān)功能和通路的活性水平。
詳情可參見補(bǔ)充圖S2。
6、生存分析
本研究提取并整理了66例SCLC患者的生存數(shù)據(jù),具體信息可參見補(bǔ)充表S8。結(jié)果顯示,PSRC1與SCLC患者總生存時(shí)間顯著相關(guān)(P=0.015)。PSRC1高表達(dá)組的生存率顯著低于PSRC1低表達(dá)組,如圖10所示。
7、驗(yàn)證組分析
驗(yàn)證組分析結(jié)果顯示,在SCLC組中PSAT1和PSRC1的表達(dá)顯著升高(P<0.001),COLEC12、PLLP和HP的表達(dá)顯著降低(P<0.001),如圖11所示。驗(yàn)證組中CEGs的表達(dá)水平與本研究結(jié)果一致,增加了MR分析結(jié)果的可靠性和穩(wěn)健性。
文章小結(jié)
本研究利用生物信息學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)SCLC進(jìn)行了詳細(xì)的分析,鑒定出關(guān)鍵基因和通路,重點(diǎn)研究了共表達(dá)基因(PSAT1、PSRC1、COLEC12、PLLP和HP)與SCLC的關(guān)聯(lián)。這些基因及其相關(guān)功能和通路可能成為針對(duì)特定分子通路治療SCLC的潛在靶點(diǎn),為后續(xù)開發(fā)新的治療干預(yù)措施奠定理論基礎(chǔ)。
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