基于生物信息学分析肾透明细胞癌中植物同源结构域指蛋白6的表达及临床意义.pdf

该【基于生物信息学分析肾透明细胞癌中植物同源结构域指蛋白6的表达及临床意义 】是由【好好用的文档】上传分享，文档一共【6】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【基于生物信息学分析肾透明细胞癌中植物同源结构域指蛋白6的表达及临床意义 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。《癌症进展》2023年3月第21卷第6期603*论著*ONCOLOGYPROGRESS,,△于建宇1,方爱钟2,郑义2,于春娜1,彭怡琛1,林艺1,汪晓敏1#,李文斌1,2#1首都医科大学附属北京天坛医院神经肿瘤综合治疗病区,北京1000712首都医科大学健康医疗大数据国家研究院,北京1000690摘要:目的基于生物信息学分析肾透明细胞癌(KIRC)中植物同源结构域指蛋白6(PHF6)的表达及临床意义,进而推断PHF6在KIRC中的作用。方法通过癌症基因组图谱(TCGA)数据库下载535例KIRC组织及72例正常肾组织的表达数据和临床数据,从基因型-组织表达(GTEx)数据库下载28例正常肾组织的表达数据和临床数据。比较TCGA、GTEx数据库中正常肾组织与KIRC组织中PHF6的表达情况,并比较不同临床特征KIRC患者KIRC组织中PHF6的表达情况。依据PHF6表达水平的中位数,将TCGA数据库中535例KIRC患者分为PHF6高表达组和PHF6低表达组,比较两组患者的总生存期(OS)、无进展生存期(PFS)、疾病特异性生存期(DSS)。对PHF6高表达组和PHF6低表达组差异表达的基因进行基因本位(GO)分析,并对PHF6高表达组的基因进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;选取相关基因进行相关性分析,并通过免疫组化法验证PHF6表达与核糖体蛋白S6激酶A6(RSK4)表达的相关性。结果与正常肾组织相比,PHF6在KIRC组织中表达下调,PHF6高表达组KIRC患者的中位OS、PFS、DSS均长于PHF6低表达组(P﹤)。通过GO分析可知,差异基因主要集中于体液免疫应答和补体激活等生物学过程,免疫球蛋白复合物和血液微粒等细胞成分,抗原结合、糖***聚糖结合和硫化合物结合等分子功能上;通过KEGG通路分析可知,PHF6高表达的信号通路中与免疫相关的信号通路活化。相关性分析结果显示,如肌醇1,4,5-三磷酸2型受体(ITPR2)、磷脂酶A2组ⅣA(PLA2G4A)、前列腺素F受体(PTGFR)、RSK4均与PHF6的表达呈正相关(r=、、、,P﹤)。免疫组化结果显示,RSK4蛋白的表达与PHF6蛋白的表达呈正相关(r=,P﹤)。结论与正常肾组织相比,PHF6在KIRC组织中表达下调,PHF6高表达KIRC患者的预后较好,RSK4的表达与PHF6的表达呈正相关。可以根据PHF6的表达水平,对KIRC患者进行干预,有必要将其作为KIRC的候选生物标志物。关键词:植物同源结构域指蛋白6;肾透明细胞癌;预后中图分类号::Adoi:.1672-△YUJianyu1,FANGAizhong2,ZHENGYi2,YUChunna1,PENGYichen1,LINYi1,WANGXiaomin1#,LIWenbin1,2#1DepartmentofNeuro-Oncology,CancerCenter,BeijingTiantanHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing100071,China2NationalInstituteforDataScienceinHealthandMedicine,CapitalMedicalUniversity,Beijing100069,ChinaAbstract:ObjectiveBasedonbioinformaticsanalysisoftheexpressionandclinicalsignificanceofplanthomeodo-mainfingerprotein6(PHF6)inrenalclearcellcarcinoma(KIRC),(TCGA)database,and28normalkidneytissuesfromtheGenotype-TissueExpression(GTEx)paredtheexpressionofPHF6betweennormalkidneytissueandKIRCtissueinTCGAandGTExdatabases,-sionlevelofPHF6,535KIRCpatientsintheTCGAdatabaseweredividedintoPHF6highexpressiongroupandPHF6lowexpressiongroup,theoverallsurvival(OS),progression-freesurvival(PFS),anddisease-specificsurvival(DSS)(GO)enrichmentanalysisondifferentiallyexpressedgenesinthePHF6highexpressiongroupandPHF6lowexpressiongroup,andperformedKyotoEncyclopediaofGenesandGe-nomes(KEGG),andverifiedthecorrelationbetweenPHF6expressionandribosomalproteinS6kinaseA6(RSK4),PHF6expressionwasdown-regulatedinKIRCtissue,andthemedianOS,PFS,andDSSofKIRCpatientswithPHF6highexpressiongroupwerelongerthanthoseofthePHF6lowexpressiongroup(P<).AccordingtoGOanalysis,differentialgenesmainlyfocus△基金项目:国家自然科学基金(81972338、82270153)#通信作者(correspondingauthor),汪晓敏,邮箱:xminwang@;李文斌,邮箱:******@604《癌症进展》2023年3月第21卷第6期plementactivation,ponentssuchasimmu-plexandbloodmicroparticle,andmolecularfunctionssuchasantigenbinding,glycosaminoglycanbind-ing,,,4,5-triphosphatereceptortype2(ITPR2),phospholi-paseA2groupIVA(PLA2G4A),prostaglandinFreceptor(PTGFR),andRSK4(r=,,,,P<).Theim-munohistochemicalresultsshowedpositivecorrelationbetweentheexpressionofRSK4proteinandtheexpressionofPHF6protein(r=,P<).paredwithnormalkidneytissue,,andtheexpressionofRSK4isposi-:planthomeodomainfingerprotein6;renalclearcellcarcinoma;prognosisOncolProg,2023,21(6)肾细胞癌是全球常见的恶性肿瘤之一,其中最组织及72例正常肾组织的数据及患者的病历资常见的亚型是肾透明细胞癌(renalclearcellcarcino-料;从基因型-组织表达(Genotype-TissueExpres-ma,KIRC),占所有肾细胞癌类型的70%~80%[1-2],sion,GTEx)数据库(、发展缓慢的肿瘤。手gtex)下载28例正常肾组织的数据及患者的病历资术是KIRC的主要治疗手段,但大多数情况下,即料。由于部分数据有缺失,共统计到535例KIRC使进行了早期手术治疗,仍有30%转移的可能[3-6]。患者的部分临床特征、100例正常肾组织和535例KIRC已被证明与免疫微环境[7]、广泛的肿瘤特异KIRC组织的RNA-seq数据、535例KIRC患者的总性遗传和表观遗传学改变有关[8],这些改变可导致生存期(overallsurvival,OS)、532例KIRC患者的许多肿瘤相关基因表达水平的改变。因此,迫切无进展生存期(progression-freesurvival,PFS)、530需要对KIRC的敏感基因进行研究,以寻找有效的例KIRC患者的疾病特异性生存期(disease-specif-治疗靶点及预后的分子标志物,进而有助于早期icsurvival,DSS)资料。此外,自上海超芯生物科诊断,并为KIRC早期干预提供依据。技有限公司购买KIRC组织及癌旁组织共150个微植物同源结构域指蛋白6(planthomeodomain阵列的石蜡切片,由于部分矩阵的病历资料缺失,fingerprotein6,PHF6),是共统计到146个微阵列的年龄和性别、148个微阵一种核仁、核糖体RNA启动子相关蛋白,该蛋白具列的组织学分级和临床分期的资料。有2个植物同源结构域[9],定位于细胞核中,并在脊首先比较TCGA数据库下载的72例正常肾组椎动物中高度保守[10]。PHF6表达异常与肿瘤发生织与535例KIRC组织中的PHF6表达情况;再加发展相关,研究表明,PHF6编码核仁和染色质相上GTEx数据库下载的28例正常肾组织,比较100关的白血病抑制因子,其表达缺失会导致染色质例正常肾组织与535例KIRC组织中PHF6的表达可及性及核小体定位的局灶性变化[11],PHF6表达情况,并比较不同临床特征KIRC患者KIRC组织[12]缺失极大地损害了G2期细胞检查点的恢复。随中PHF6的表达情况。绘制受试者工作特征(re-着基因研究的不断深入,PHF6在血液病中的作用,ceiveroperatingcharacteristic,ROC)曲线,计算曲线特别是对血液肿瘤的抑制作用也逐渐受到关注[13],下面积(areaunderthecurve,AUC),评估PHF6表并取得了一定的成果。但目前临床对KIRC与达对KIRC的诊断价值。依据PHF6表达水平的中PHF6间的关系知之甚少。位数,将TCGA数据库中535例KIRC患者分为本研究利用癌症基因组图谱(TheCancerGe-PHF6高表达组和PHF6低表达组,采用Kaplan-nomeAtlas,TCGA)数据库中KIRC患者的临床特Meier法绘制生存曲线,组间比较采用Log-rank检征及RNA-seq高通量测序信息,分析PHF6在验,比较两组患者的OS、PFS、DSS。KIRC中的表达及与患者预后的关系,(GeneOntology,GO)分析和京都PHF6表达与KIRC间的关系,并通过免疫组化法基因与基因组百科全书(KyotoEncyclopediaof进一步验证PHF6的表达与肿瘤相关基因间的关GenesandGenomes,KEGG)通路富集分析系,现报道如下。为探究PHF6调节KIRC的可能的分子机制,1资料与方法依据PHF6表达水平的中位数,(https:///表达组,利用R语言的“Limma”包对两组患者的所research/genome-sequencing/tcga)下载535例KIRC有基因进行差异分析,并将|LogFoldChange|﹥1作605ONCOLOGYPROGRESS,。采用DAVID在线数据库()。TCGA和GTEx数据库中,)对上述共同差异基因进行GO分PHF6的相对表达量为(±),明显高于析,并将共同差异基因中PHF6高表达组的基因提KIRC组织的(±),差异有统计学意义(t=取出来进行KEGG通路富集分析,,P﹤)。“ggplot2”包进行可视化。,不同年龄、性别KIRC患者选取KEGG通路富集分析中的相关基因进行KIRC组织中PHF6表达情况比较,差异均无统计相关性分析,免疫组化法验证组织微阵列中相关学意义(P﹥)。不同临床分期、组织学分级、肿蛋白与PHF6表达的相关性。选取上海超芯生物瘤状态KIRC患者KIRC组织中PHF6表达情况比科技有限公司购买的75例KIRC组织及癌旁组织较,差异均有统计学意义(P﹤),其中术后无新(共150个矩阵),经二甲苯及梯度乙醇脱水,磷酸发肿瘤患者的PHF6高表达率高于术后新发肿瘤盐缓冲液(phosphatebufferedsolution,PBS)洗涤3患者,且随临床分期、组织学分级升高,PHF6高表次,在微波炉内用柠檬酸盐修复15min,冷却至室达率逐渐降低。(表1)温后,TBST洗涤3次,免疫组化笔圈出组织,过氧1TCGAKIRCKIRC15min表数据库中不同临床特征患者组织化物酶封闭。滴加稀释后的山羊血清一抗,中PHF6表达情况的比较4℃孵育过夜,室温复温30min,胰蛋白酶标记的PHF6高表达PHF6低表达临床特征例数χ2值P值羊抗鼠/兔免疫球蛋白G(immunoglobulinG,IgG)[n(%)][n(%)]年龄(岁),二氨基联苯***(diaminobenzidine,<65333162()171()≥DAB)显色15min,苏木素复染15min,1%酸性乙6519879()119()醇分化液分化2s,返蓝2min后,()193()苯复水,封片,镜检。女18689()97()判定标准:依据染色强度进行评分,<,浅黄色染色计2分,黄色或深黄色染色计3Ⅰ266140()126()Ⅱ5725()32()分,细胞呈较深黄色且没有背景着色计4分,细胞Ⅲ12346()77()呈深黄色且没有背景着色计5分;依据阳性细胞所Ⅳ8229()53()占比例评分,﹤5%计1分,5%~24%计2分,25%~()5()49%计3分,50%~75%计4分,﹥75%计5分。将染1G227113()114()色强度评分和阳性细胞所占比例评分相乘,1~4分2G320787()120()为阴性,5~8分为弱阳性,9~12分为阳性,13~25分G47527()48()为强阳性;其中1~8分为低表达,9~25分为高表达。未知54()1()<()171()()104()分析,计数资料以例数和率(%)表示,组间比较采注:部分数据有缺失-用χ2检验;计量资料以均数±标准差(x±s)表示,。采用Kaplan-Meier法评估组织中PHF6表达情况的比较PHF6高表达组与PHF6低表达组KIRC患者的生组织微阵列中,不同年龄、性别、组织学分级存差异,组间比较采用Log-rank检验;绘制ROC曲情况KIRC患者KIRC组织中PHF6表达情况比较,线,计算AUC,评估PHF6表达对KIRC的诊断价差异均无统计学意义(P﹥)。不同临床分期值。采用R语言中的cor函数计算相关系数r,验KIRC患者KIRC组织中PHF6表达情况比较,差异证组织微阵列中相关蛋白与PHF6表达的相关有统计学意义(P﹤)。(表2)性。以P﹤。,(95%CI:~),%,%。(图1)TCGA数据库中,(±),明显高于KIRC组织的依据PHF6表达水平的中位数,将TCGA数据(±),差异有统计学意义(t=,P﹤库中KIRC患者分为PHF6高表达组和PHF6低表606《癌症进展》2023年3月第21卷第6期表2组织微阵列中不同临床特征KIRC患者KIRC组织中(prostaglandinFreceptor,PTGFR)(是抗血管生成PHF6表达情况的比较的基因)、核糖体蛋白S6激酶A6(ribosomalproteinPHF6高表达PHF6低表达临床特征例数χ2值P值[n(%)][n(%)]S6kinaseA6,RSK4)(是抑癌基因),均与PHF6的年龄(岁)(r=、、、,P﹤)。<6511481()33()≥表明PHF6与ITPR2、PLA2G4A、PTGFR、RSK4在653225()7(),可以抑制KIRC细胞的生长。男9874()24()通过免疫组化法验证组织微阵列中RSK4与女4832()16()Ⅰ6852()16()Ⅱ3619()17()Ⅲ3226()6()Ⅳ1210()2()()18()()()()()()()1-特异度注:部分数据有缺失图1PHF6表达诊断KIRC的ROC曲线达组,Kaplan-Meier法评估不同PHF6表达情况KIRC患者生存情况的差异,结果显示,、PFS、,差异均有统计学意义(P﹤)。(图2~图4),,结果共筛选0出750个差异基因,其中300个相对PHF6表达上024681012生存时间(年)调,450个相对PHF6表达下调。GO分析结果显图2PHF6高表达组(n=268)与PHF6低表达组(n=267)示,差异基因的生物过程主要集中于体液免疫应KIRC患者的OS曲线答、补体激活和B细胞介导的免疫上,细胞成分主PHF6高表达组要集中于免疫球蛋白复合物、、细胞的顶端部分和血液微粒上,、糖***。,结果显示,、白细胞介素-17信号通路和类固醇激素生物合0246810成中,表明PHF6可能通过生物代谢与合成、炎症生存时间(年)3PHF6n=266PHF6n=266反应影响免疫调节与应答,调节KIRC的发展进图高表达组()和低表达组()KIRC患者的PFS曲线程。(图5、图6),探讨其与PHF6表达的相关性,。参与肿累积生存率瘤调节的基因如肌醇1,4,5-三磷酸2型受体(ino-,4,5-triphosphatereceptortype2,ITPR2)(是0促进细胞衰老、减少细胞增殖的基因)、磷脂酶A2024681012生存时间(年)组ⅣA(phospholipaseA2groupⅣA,PLA2G4A)图4PHF6高表达组(n=265)和PHF6低表达组(n=265)(是介导溶酶体损伤的基因)、前列腺素F受体KIRC患者的DSS曲线607ONCOLOGYPROGRESS,,结果显示,PHF6表达水平与KIRC患循环免疫球蛋白介导的体液免疫应答者的临床分期、组织学分级、肿瘤状态有关;且与免疫球蛋白介导的免疫应答补体活化,经典途径正常肾组织相比,PHF6在KIRC组织中表达下体液免疫反应的调节富集基因数20补体活化的调节调。然后本研究绘制ROC曲线推断PHF6表达水30免疫球蛋白复合物KIRCPHF640含胶原蛋白的细胞外基质平对的诊断效能,结果显示,%~(:),%,%。Kaplan-,PHF6高表达组患者的中位OS、PFS、免疫球蛋白复合物循环抗原结合DSS均长于PHF6低表达组患者,提示PHF6的表糖***聚糖结合KIRC硫化合物结合达水平可能对患者的预后有指示作用。肝素结合目前,临床对PHF6如何参与KIRC的发生发免疫球蛋白受体结合无机阴离子跨膜转运蛋白活性展过程仍知之甚少,为进一步研究PHF6在KIRC钠离子跨膜转运蛋白活性***化物跨膜转运蛋白活性中的生物学功能,,对PHF6高表达组和PHF6低表达组KIRC患图5差异基因的GO分析者的差异基因进行GO分析,结果显示,PHF6表达胆固醇代谢与体液免疫应答、B细胞受体信号通路、抗原结合白细胞介素-17信号通路和补体激活有关,提示PHF6基因主要富集在免疫类固醇激素生物合成相关通路上,且可能对免疫相关通路存在促进作病毒蛋白与细胞因子和细胞因子受体的相互作用用;将共同差异基因中PHF6高表达组的基因提取非洲锥虫病阿米巴病出来进行KEGG富集分析显示,PHF6高表达的突触囊泡周期KEGG通路主要集中于胆固醇代谢、白细胞介素-D磷脂酶信号通路17信号通路和类固醇激素生物合成中,表明PHF6霍乱弧菌感染钙信号通路可能通过生物代谢与合成、炎症反应影响免疫调醛固***调节钠重吸收节与应答,调节KIRC的发展进程。有研究证实,T集合管酸分泌细胞的衰竭是导致KIRC组织免疫抑制的关键因logP值--,且与患者的不良预后有关[8]。既往研究证实,图6差异基因的KEGG富集分析ITPR2对衰老和凋亡的触发有重要贡献[14];PHF6表达的相关性,由2名研究者独立对染色后PLA2G4A的下调减弱了肿瘤细胞的上皮-间充质转的组织微阵列中PHF6蛋白和RSK4蛋白的阳性细化过程,抑制了肿瘤细胞的生长和转移[15-16];PTGFR胞所占比例和染色强度进行综合评分,结果显示,***化改变可以将转录调控重新定位到肿瘤组织,RSK4蛋白的表达与PHF6蛋白的表达呈正相关从而抑制肿瘤进展[17];RSK4与多种肿瘤患者的生(r=,P﹤),表明PHF6蛋白可能通过调节存期有关[18-19]。本研究选取上述基因与PHF6的表RSK4蛋白的表达抑制KIRC细胞的生长。(图7)达水平进行相关性分析,并通过免疫组化方法验3讨论证组织微阵列中RSK4的表达与PHF6表达的关PHF6的表达水平对KIRC患者的预后有重要系,结果发现,TPR2、PLA2G4A、PTGFR和RSK4均意义。近年来,随着生物信息学技术的飞速发展,与PHF6的表达水平呈正相关,且RSK4蛋白的表通过大数据分析某些或某类基因在疾病中的作达与PHF6蛋白的表达呈正相关。用,可以为疾病的发生发展、治疗和预后评估等提PHF6RSK4供新思路。KIRC与免疫微环境、肿瘤特异性遗传和表观遗传学改变有关,这些改变均可导致多个高表达肿瘤相关基因表达水平的改变。目前,虽然已经开发了新的诊断手段提高KIRC的诊断率,但由于KIRC起病隐匿、肿瘤标志物较少,KIRC患者的早期诊断效率仍较差[7];因此,为寻找新的早期诊断低表达和预后评估的生物标志物,本研究对TCGA数据库中KIRC患者的病历资料和RNA-seq数据进行了图7组织微阵列中KIRC患者KIRC组织中PHF6与RSK4分析。的表达情况(免疫组化染色,×10)608《癌症进展》2023年3月第21卷第6期综上所述,与正常肾组织相比,PHF6在KIRC以根据PHF6的表达水平,对KIRC患者进行干预,组织中表达下调,PHF6高表达KIRC患者的预后有必要将其作为KIRC的候选生物标志物。较好,RSK4的表达与PHF6的表达呈正相关。可参考文献[1]SiegelRL,MillerKD,JemalA