单基因构建lncRNA-miRNA和PPI网络

大家好,今天和大家分享的是2020年1月发表在Frontiers in Oncology(IF:4.848)上的一篇文章,作者研究了UBASH3B在前列腺癌中的mRNA和蛋白表达。通过构建lncRNA-miRNA和PPI网络,推测UBASH3B可能与LCP2基因相互作用,共同参与肿瘤微环境的免疫应答。

标题:UBASH3B Is a Novel Prognostic Biomarker and Correlated With Immune Infiltrates in Prostate Cancer

UBASH3B是一个新的预后标志物,与前列腺癌的免疫浸润有关

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研究背景

目前,前列腺癌的发生和转移机制尚不清楚,迫切需要诊断前列腺癌的生物标志物。UBASH3B不仅在肿瘤的侵袭和转移中起重要作用,而且影响肿瘤的免疫应答。UBASH3B还命名为Sts1(T细胞受体信号转导-1的抑制剂),负调节活化T细胞中的T细胞受体信号,并调节IFN-α诱导的B细胞自噬。这表明UBASH3B可能是前列腺癌的潜在生物标志物,并参与癌症的免疫反应。然而,UBASH3B在前列腺癌(PCa)中的作用以及UBASH3B与肿瘤浸润性免疫细胞的关系尚不清楚。本研究中,作者的结果提示UBASH3B可能是一个新的预后标志物,并与前列腺癌浸润性免疫细胞有关。

 

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分析流程

 

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结果解读

1、UBASH3B在前列腺癌中表达上调

图1 UBASH3B在前列腺癌中的表达水平及与预后的关系
 

  • 研究前列腺癌(PCa)和前列腺增生(BPH)组织中UBASH3B的mRNA表达水平:使用实时PCR,发现与BPH组织相比,PCa组织中UBASH3B显著上调(P=0.0077)。
  • UBASH3B的表达与前列腺癌的转移状态显著相关(p=0.0016)。UBASH3B在有转移的PCa患者中的表达高于未转移的PCa患者。
  • IHC检测UBASH3B在BPH和PCa组织中的差异表达水平。与BPH相比,UBASH3B在PCa组织中表达显著上调。
  • UBASH3B的表达水平与前列腺癌患者的预后不良相关(p=0.0412)。高UBASH3B表达水平的患者的5年总生存率明显低于低UBASH3B表达水平的患者。

表1 UBASH3B表达水平与临床病理变量以及前列腺癌患者之间的关系

 

  • 探讨UBASH3B的表达水平与疾病进展的关系:UBASH3B表达水平与年龄、TNM分期、转移、Gleason评分或PSA总水平无相关性。

表2 单因素和多因素回归分析确定独立的预后因素

 

  • UBASH3B与生存率差有关,但不是独立的预后因素。

 

2、lncRNA-miRNA-mRNA网络建设
图2 lncRNA-miRNA-mRNA网络,差异mRNA和lncRNA火山图和热图
  • 作者根据不同的UBASH3B表达水平,从GDCRNATools的R包构建lncRNA-miRNA-mRNA网络,并通过Microsoft Cytoscape进行可视化。蓝色,mRNA;绿色,miRNA;红色,lncRNA。
  • 差异表达的mRNA和lncRNA的火山图。
  • 根据不同的UBASH3B表达水平(蓝色,UBASH3B低表达;红色,UBASH3B高表达),TCGA-PRAD中mRNA和lncRNA的热图。

 

3、GO和KEGG

图3 GO and KEGG 途径

 

  • GO:相关的生物学过程、细胞成分和分子功能。
  • KEGG:前10条途径如图3B所示,分别是细胞因子-细胞因子-受体相互作用、细胞粘附分子(CAMs)、趋化因子信号通路、NOD样受体信号通路、肿瘤转录失调、IL-17信号通路,类风湿关节炎,疟疾,矿物质吸收,军团菌病。

 

4、低和高UBASH3B表达组的富集基因集

图4 使用UBASH3B的单基因方法的GSEA途径

 

  • 在高UBASH3B表达表型中,50个基因组中有34个上调,18个基因组在标称p<0.05时显著富集。涉及免疫应答的显著上调的标志性基因集有:“ KRAS信号”,“炎症反应”,“ IL6-JAK-STAT3信号”,“ IL2-STAT5信号”,“补体”,“干扰素γ应答”,“ TGF-β 信号,“TNF-α通过NF-κB进行信号传递”;在UBASH3B高表达组中,涉及肿瘤发生和转移的基因集是“上皮间质转化”,“凋亡”,“有丝分裂”和“血管生成”。

 

5、UBASH3B在前列腺癌中与LCP2、PIK3CG和BIRC3相关

图5 构建PPI网络
 

  • 构建PPI网络,对100个UBASH3B相关基因进行分析,19个基因参与了PPI网络。LCP2是UBASH3B的一种相互作用蛋白(图5A)。PIK3CG和BIRC3在lncRNA-miRNA网络和PPI网络中都有发现。
  • 这19个基因的热图如图5B所示。
  • TIMER分析表明,UBASH3B与前列腺癌的LCP2(p=3.37e-40,cor=0.547)、PIK3CG(p=2.44e-38,cor=0.536)和BIRC3(p=0,cor=0.534)显著相关。

     

6、UBASH3B与肿瘤浸润免疫细胞在肿瘤微环境中的相关性研究

图6 UBASH3B 与免疫细胞的相关性

 

  • UBASH3B的表达与免疫细胞(包括CD4+T细胞、CD8+T细胞、B细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞)有显著相关性。
  • LCP2、 PIK3CG、BIRC3的表达与免疫细胞(包括CD4+T细胞、CD8+T细胞、B细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞)之间存在显著相关性。

图7 UBASH3B的表达水平与免疫细胞的相关性

 

  • 以下细胞与UBASH3B的表达显著相关:原始B细胞、记忆B细胞、静息CD4+记忆T细胞、活化CD4+记忆T细胞、调节性T细胞、活化NK细胞、M2巨噬细胞、静止树突状细胞、活化树突状细胞、静止肥大细胞、中性粒细胞。

     

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小结

作者确定了UBASH3B是前列腺癌的一个新的潜在预后标志物。通过GO和KEGG途径进行基因富集,以及进行GSEA探索UBASH3B高表达组中基因组的标志,作者发现UBASH3B与炎症反应之间的相关性。PPI网络结果表明UBASH3B可能直接与LCP2结合,而PPI网络中也发现了PIK3CG和BIRC3,它们与肿瘤微环境中浸润的免疫细胞相关。根据UBASH3B的表达水平,作者在前列腺癌组织中发现了六种类型的肿瘤浸润免疫细胞,LCP2,PIK3CG和BIRC3也与前列腺癌的这六种免疫细胞呈正相关。UBASH3B可能通过调节肿瘤免疫细胞的浸润,在前列腺癌的微环境中发挥重要作用。提示UBASH3B可作为调节抗肿瘤免疫反应的治疗靶点。

局限性:前列腺癌IHC队列研究的样本量是有限的,可以用更多的样本获得更精确的数据。UBASH3B的控制性子网需要验证。UBASH3B调节免疫细胞浸润的机制还有待进一步研究。

文献解读

利用自己的数据结合免疫浸润构建预测模型思路

2020-7-23 0:04:47

文献解读

免疫相关基因预后模型构建思路

2020-7-23 0:07:25

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