基于机器学习算法筛选膀胱肿瘤预后相关基因并分析其与免疫浸润细胞的关系

目的 筛选膀胱肿瘤预后相关的基因,并分析其与免疫浸润细胞的关系。方法 从高通量基因表达数据库(GEO)获得的芯片数据(GSE13507、GSE40355)作为训练组,用于筛选出差异表达基因(DEGs)。利用套索算法(LASSO)与支持向量机的递归特征消除算法(SVM-RFE)从DEGs中筛选出膀胱肿瘤的关键基因。以癌症基因图谱计划数据库(TCGA)下载的膀胱肿瘤RNA-seq FPKM数据为验证组,验证关键基因的敏感性与特异性。下载TCGA临床数据用于对关键基因的生存分析,并用GEPIA数据库进行验证。利用CIBERSORT网站对验证组数据进行免疫浸润细胞分析,并探索预后相关的基因与免疫浸润细胞的关系。结果 训练组中得到了176个差异基因,其中上调基因21个、下调基因155个。LASSO回归和SVM-RFE算法分别获得13、34个特征基因,取交集后共得到5个膀胱肿瘤关键基因(CYTL1、SRPX、ADH1B、PMP2、IQGAP3)。关键基因在验证组中均表现出了较高的敏感性与特异性。生存分析发现不同表达量的PMP2(P=0.002)、CYTL1(P=0.032)患者生存率有显著差异。在肿瘤组织中M0、M1巨噬细胞表现为高水平,未活化的肥大细胞表现为低水平,PMP2、CYTL1表达量与滤泡辅助性T细胞,CD8 T细胞负相关,而与未活化记忆CD4 T细胞、初始B细胞正相关。肿瘤微环境中具有高丰度活化的CD4记忆T细胞(P=0.017)、CD8 T细胞(P=0.049)患者预后更好。结论 CYTL1、PMP2基因与患者预后相关,可作为今后治疗的潜在靶点。肿瘤免疫微环境中PMP2、CYTL1基因表达量与滤泡辅助性T细胞、CD8 T细胞负相关,而与未活化的CD4记忆T细胞、初始B细胞正相关。活化的CD4记忆T细胞、CD8 T细胞可能是膀胱肿瘤患者的保护因素。

膀胱癌肿瘤微环境中抑制性免疫浸润细胞的研究进展

免疫治疗在早期及晚期膀胱癌患者中均可发挥作用,但是仍有部分患者不能从免疫治疗中获益。肿瘤微环境介导的免疫逃逸可能是这部分患者对免疫治疗无应答的主要原因之一。在肿瘤微环境中发现一群抑制性免疫浸润细胞,能够通过内在及外在途径介导肿瘤免疫抑制的形成。该类细胞包括髓样抑制细胞、肿瘤相关巨噬细胞、调节性T细胞、肿瘤相关中性粒细胞。该文就这些抑制性免疫浸润细胞在膀胱癌中的免疫抑制及促癌机制、潜在的治疗靶点、与预后的相关性进行综述。

肝细胞癌肿瘤突变负荷与肿瘤微环境免疫浸润细胞关联性研究

目的:肝细胞癌是我国常见肿瘤之一,并占癌症死亡人数的第二位。随着免疫治疗的普及,免疫检查点抑制剂也逐步应用于肝癌,部分患者取得了良好的治疗效果。但是目前仍缺少准确地预测免疫检查点抑制剂的生物标志物。肿瘤突变负荷及免疫浸润细胞是常用的免疫检查点抑制剂的生物标志物,可以有效预测其疗效,在恶性黑色素瘤及非小细胞肺癌中已经得到证实。但在肝癌中此类研究尚少,为了探究肿瘤突变负荷及免疫浸润细胞之间是否存在协同关系以便更好预测免疫检查点抑制剂在肝癌中的疗效,我们展开了本次研究。方法:从TCGA数据库中下载肝癌患者的基因表达数据、基因突变数据及临床数据。将所有患者根据肿瘤突变负荷分为高突变负荷组及低突变负荷组,从两组患者的数据中鉴定出差异表达最明显的基因。利用功能富集分析及蛋白质–蛋白质相互作用网络分析差异基因的生物学功能。CIBERSORT算法用于分析两组患者之间肿瘤微环境免疫浸润细胞的特征,Kaplan-Meier生存分析用以分析两组之间患者的生存时间有无差别。结果:TP53是肝细胞癌中突变频率最高的基因,在高肿瘤突变负荷组及低肿瘤突变复合组中,MAGEA3、MAGEA6及MAGEA12基因表达差异最为显著,其功能与细胞增殖、上皮–间质转化等恶性表型密切相关。在肿瘤微环境免疫浸润细胞差别中,低肿瘤突变复合组的记忆性CD4+ T细胞数量显著高于高肿瘤突变复合组,且生存期明显延长。结论:在肝细胞癌患者中,低肿瘤突变负荷组的CD4+ T细胞数量显著高于高肿瘤突变复合组,并且有更好的临床预后。这显示在肝细胞癌中,以TMB高低作为判断肝细胞癌免疫检查点抑制剂的唯一生物标志物尚有待商榷,应结合更多指标综合评估。

基于加权基因共表达网络分析的动脉粥样硬化中铁死亡核心基因及其与免疫浸润细胞的关系研究

目的 基于加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选动脉粥样硬化(AS)中铁死亡核心基因,并分析其与免疫浸润细胞的关系。方法 从基因表达综合(GEO)数据库下载AS转录组数据集GSE100927[筛选出颈动脉样本41个,包含12个健康对照者的颈动脉样本(对照组)和29个AS患者的颈动脉样本(AS组)]。从FerrDb数据库下载铁死亡相关基因(FRG),去除重复基因后,最终纳入了564个FRG。利用R软件(版本4.2.3)进行数据预处理、差异表达基因(DEG)筛选、WGCNA,通过在线String数据库进行蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI)分析及确定核心基因,比较GSE100927中对照组和AS组核心基因表达水平,并分析GSE20129和GSE226790中核心基因表达水平,同时进行单样本基因集富集分析(ssGSEA)及免疫浸润分析。结果 共筛选出了508个DEG。网络拓扑分析结果显示,软阈值为2。共识别到5个基因模块,其中绿松石色基因模块与AS相关性最强(r=-0.96,P<0.001),该基因模块共包含15 087个基因。将绿松石色基因模块中的基因、FRG、DEG取交集,共得到17个交集基因。PPI分析结果显示,构建出1个含有17个节点、60条边的PPI网络图;核心基因分别为IL1B、CTSB、HMOX1、CDKN2A、ALOX5。在GSE100927中,AS组IL1B、CTSB、HMOX1、CDKN2A、ALOX5表达水平高于对照组(P<0.05);在GSE20129中,AS组IL1B、HMOX1表达水平高于对照组(P<0.05);在GSE20129中,对照组与AS组CDKN2A、ALOX5表达水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);在GSE226790中,对照组与AS组CTSB表达水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。ssGSEA结果显示,IL1B、CTSB、HMOX1、CDKN2A、ALOX5主要涉及铁死亡、脂肪消化吸收等机制。AS组静息CD4记忆T淋巴细胞、浆细胞表达水平低于对照组,活化肥大细胞、单核细胞、滤泡辅助性T淋巴细胞、记忆B细胞表达水平高于对照组(P<0.05)。相关性分析结果显示,IL1B表达水平与活化肥大细胞、中性粒细胞表达水平呈正相关,与滤泡辅助性T淋巴细胞、记忆B细胞、M0型巨噬细胞表达水平呈负相关(P<0.05);CTSB、HMOX1表达水平与22种免疫浸润细胞表达水平均无直线相关关系(P>0.05);CDKN2A表达水平与中性粒细胞表达水平呈负相关(P<0.05);ALOX5表达水平与活化CD_(4)记忆T淋巴细胞、活化树突状细胞、M2型巨噬细胞表达水平呈负相关,与活化肥大细胞、调节性T淋巴细胞、M1型巨噬细胞表达水平呈正相关(P<0.05)。结论 本研究基于WGCNA共筛选出5个AS中铁死亡核心基因,分别为IL1B、CTSB、HMOX1、CDKN2A、ALOX5,其中IL1B、CDKN2A、ALOX5表达水平与部分免疫浸润细胞表达水平有直线相关关系,而CTSB、HMOX1表达水平与22种免疫浸润细胞表达水平均无直线相关关系。

基于生信分析探讨KMT2家族调节肝癌微环境免疫细胞浸润特性研究

目的探讨组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶2(KMT2)家族在肝癌微环境免疫细胞浸润中的作用。方法利用多种数据库探究KMT2家族在肝癌中的表达水平、预后价值及与微环境免疫细胞浸润的相关性。结果KMT2家族在肝癌组织中的表达水平显著上调,并与患者不良预后相关。KMT2家族与肿瘤微环境(TME)免疫细胞浸润水平及几乎所有免疫检查点(ICP)基因密切相关。结论KMT2家族在肝癌中的表达水平显著上调,且在TME免疫细胞浸润中发挥重要作用,具有成为肝癌免疫治疗候选靶点的潜在价值。

ABCA3作为非小细胞肺癌的预后生物标志物及其与免疫细胞浸润的相关性

目的 本研究旨在基于生物信息学分析探讨ABCA3在非小细胞肺癌——肺腺癌(lung adenocarcinoma,LUAD)中的临床意义和生物学功能。方法 基于癌症基因组图谱(the Cancer Genome Atlas,TCGA),提取LUAD中ABCA3表达和相应的临床信息。使用R4.2.2软件进行统计分析。采用Wilcoxon符号秩和检验比较TCGA LUAD队列中肿瘤组织与对照组之间ABCA3的表达,以及临床病理参数与ABCA3表达水平之间的关系。根据ABCA3表达的中位数,将TCGA LUAD患者分为高表达组和低表达组。使用survival包和survminer包分析ABCA3与LUAD患者总生存(overall survival,OS)期和无进展生存(progression free survival,PFS)期的关系,并进行单因素和多因素Cox回归分析确定与LUAD预后相关的危险因素。使用rms包构建预测LUAD患者1年、2年和3年OS率的列线图模型。使用DESeq2包对高表达组和低表达组患者进行差异表达基因(differential expressed genes,DEGs)分析,并使用cluster Profil er包对DEGs进行基因本体(Gene Ontology,GO)数据库和基因组京都百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析。利用CIBERSORT算法预测LUAD肿瘤样本和正常样本中22种浸润性免疫细胞的丰度,并分析ABCA3表达与免疫浸润细胞和免疫检查点之间的相关性。结果 ABCA3基因在LUAD肿瘤组织中的表达均低于配对和非配对样本正常组织(P<0.05)。ABCA3高表达LUAD患者的OS (P=0.031)和PFS (P=0.044)明显高于低表达患者。T2分期(P=0.004)和T3分期(P=0.044)患者ABCA3的表达显著低于T1分期患者。多因素Cox回归分析显示,T分期、N分期和ABCA3表达是影响LUAD预后的独立影响因素(P<0.05)。基于ABCA3表达、T分期和N分期构建的列线图预测模型的C-index为0.86,提示模型与实际结果较为一致。校准曲线中的偏差修正线接近理想曲线,提示列线图模型的预测结果与观测结果较吻合。基因集富集分析显示ABCA3高表达组主要与花生四烯酸代谢、补体和凝血级联、肠道免疫网络免疫球蛋白A产生等有关。ABCA3的表达与NRP1、TRFRSF14、TNFSF15、CD40LG、HHLA2、CD28呈明显正相关,而与IDO1、CD70、TNFSF4、CD276和VTCN1呈明显负相关(P<0.05)。12种免疫浸润细胞在高表达组和低表达组存在明显差异(P<0.05)。此外,14种免疫浸润细胞与ABCA3表达呈现明显相关性(P<0.05),包括巨噬细胞、CD4+T细胞和树突细胞。结论 ABCA3的表达与LUAD患者预后和免疫细胞浸润有关,可能是预测非小细胞肺癌预后的有价值生物标志物。

基于GEO数据库分析高血压肾病的差异表达基因及免疫细胞浸润

目的:分析高血压肾病(HN)差异表达基因(DEGs)及免疫细胞浸润模式。方法:从GEO数据库中下载HN和健康人肾小管间质组织样本基因芯片数据集,使用R软件分析得到DEGs,并利用Metascape在线分析平台进行DEGs的功能富集分析,通过LASSO、SVM-RFE和RF三种机器学习算法筛选特征基因并验证诊断价值,最后利用CIBERSORT算法进行免疫细胞浸润分析。结果:共获得277个DEGs,功能富集分析发现其与先天免疫反应、体液免疫反应、对细胞因子的反应等多种免疫相关过程有关。机器学习算法共获得3个特征基因,分别为CISH、GADD45A和ZFP36,均具有良好的诊断价值,免疫细胞浸润分析发现调节性T细胞和M1巨噬细胞浸润较多,并且多种免疫细胞之间具有相关性。结论:HN的发病机制可能与多种免疫相关过程有关,调节性T细胞和M1巨噬细胞可能在HN的发病机制中发挥关键作用,CISH、GADD45A和ZFP36是HN潜在的诊断标志物。

基于机器学习转移性鼻咽癌关键特征基因的筛选及其免疫细胞浸润分析

目的利用机器学习算法筛选转移性鼻咽癌(mNPC)的关键特征基因,并分析其肿瘤微环境中免疫细胞浸润情况。方法首先,通过GEO数据库下载训练集GSE103611数据,并对数据进行差异表达基因(DEGs)筛选、基因本体论(GO)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)以及免疫细胞浸润分析。其次,通过最小绝对收缩和选择器操作(LASSO)回归筛选DEGs中的预测基因,并利用预测基因的表达水平和受试者工作特征曲线(ROC)筛选特征基因。再次,进一步分析特征基因与免疫细胞的相关性,从而判断关键特征基因。最后,利用反向验证集GSE1245数据,对关键特征基因的表达水平和ROC进行验证。结果共获得136个DEGs,其KEGG主要富集在细胞色素P450、肿瘤坏死因子(TNF)信号通路、朊病毒疾病以及EB病毒感染等通路。GO主要富集在肽基酪氨酸磷酸化修饰、病毒基因表达以及B细胞和白细胞活化的负调节过程。22种免疫细胞在鼻咽癌(NPC)和mNPC中的浸润程度差异不明显。LASSO回归最终得到2个mNPC的关键特征基因无精子蛋白1缺失(DAZ1)和酵母氨酸脱氢酶(SCCPDH),且两者与mNPC微环境中的免疫细胞显著相关(P<0.05)。在反向验证数据集中,DAZ1和SCCPDH在非鼻咽癌(nNPC)和NPC组间的差异表达不显著(P>0.05),且两者ROC的曲线下面积(AUC)值均<0.6。结论DAZ1和SCCPDH是mNPC的关键特征基因,可作为mNPC及其免疫治疗的重要标志物。

肾透明细胞癌VSIG4表达及其与免疫细胞浸润的相关性研究

目的:探究VSIG4在肾透明细胞癌(ccRCC)中的表达及其与免疫细胞浸润和预后的关系。方法:从癌症基因组图谱(TCGA)数据库中下载ccRCC的RNA-seq数据和患者相应的临床数据;通过Wilcoxon秩和检验分析ccRCC及正常肾组织中VSIG4 mRNA表达水平;Wilcoxon秩和或Kruskal-Wallis秩和检验分析VSIG4表达与临床病理参数的相关性;Kaplan-Meier法分析VSIG4表达与患者预后的相关性;基因集富集分析(GSEA)探究VSIG4在ccRCC中参与的信号通路;使用R软件运行CIBERSORT算法分析VSIG4表达与肿瘤浸润免疫细胞的相关性;Western blotting检测人正常肾上皮细胞系293T和人肾癌细胞系ACHN、A-498、786-O、OS-RC-2中VSIG4蛋白表达。结果:VSIG4在ccRCC中的表达水平显著高于正常组织(P<0.05);VSIG4的表达与患者远处转移分期和淋巴结转移分期显著相关(P<0.05);生存分析显示,VSIG4高表达组患者总体生存率显著低于低表达组患者(P<0.05);GSEA富集分析结果显示,VSIG4主要在凋亡、趋化因子信号通路、细胞黏附分子等信号通路富集;VSIG4表达与M1巨噬细胞呈负相关(r<0,P<0.05),而与M2巨噬细胞呈正相关(r>0,P<0.05);免疫印迹结果表明,肾癌细胞中VSIG4蛋白表达均高于人正常肾上皮细胞系。结论:VSIG4在ccRCC中高表达,且与预后呈负相关,可能成为ccRCC患者预后的生物标志物。

FBXO43在泛癌中的表达及其与免疫细胞浸润和预后的关系

目的基于生物信息学探讨FBXO43在泛癌中的表达及其与免疫细胞浸润和预后的关系。方法从癌症基因组图谱(TCGA)和基因型-组织表达(GTEx)数据库获取33种癌症的基因表达数据,分析FBXO43在33种癌组织中的表达水平;从TCGA数据库中获得33种癌症的临床病理和生存数据,使用基因表达谱交互式分析(GEPIA)工具分析FBXO43表达与患者临床分期相关性;采用Kaplan-Meier生存分析评估FBXO43表达与预后的关系;利用R语言分析FBXO43与免疫细胞浸润、免疫检查点(ICP)基因、肿瘤突变负荷(TMB)、微卫星不稳定性(MSI)、错配修复(MMR)基因的关系。通过基因集富集分析(GSEA)分析FBXO43潜在的生物学机制。采用qRT-PCR检测正常胃黏膜细胞(GES-1)和胃癌细胞(HGC-27、MGC-803、MKN-45),正常肝细胞(LO-2)和肝癌细胞(SMMC-7721、HEPG2、HuH7、MHCC-97H)中FBXO43的表达水平。结果TCGA联合GTEx数据库统计结果显示,肾上腺皮质癌(ACC)、膀胱尿路上皮癌(BLCA)、乳腺浸润癌(BRCA)、宫颈鳞癌和腺癌(CESC)、胆管癌(CHOL)、结肠癌(COAD)和弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBC)等26种癌组织中,FBXO43的表达均高于正常组织(均P<0.05);而肾嫌色细胞癌(KICH)、睾丸癌(TGCT)和甲状腺癌(THCA)3种癌组织中,FBXO43的表达均低于正常组织(均P<0.05)。GEPIA数据分析结果显示,FBXO43表达与ACC、KICH、肾透明细胞癌(KIRC)和肾乳头状细胞癌(KIRP)的临床分期呈正相关,而与卵巢浆液性囊腺癌(OV)和TGCT的临床分期呈负相关(均P<0.05)。Kaplan-Meier生存分析结果显示,FBXO43异常表达与多种癌症的预后相关(均P<0.05)。其中,FBXO43高表达是ACC、KICH、KIRC、KIRP、脑低级别胶质瘤(LGG)、肝细胞癌(LIHC)、间皮瘤(MESO)和肉瘤(SARC)的危险因素;但在胸腺瘤(THYM)中则是保护因素。XCELL算法发现,FBXO43表达与多形成性胶质细胞瘤(GBM)、KIRP、急性髓系白血病(LAML)、肺鳞状细胞癌(LUSC)和OV等9种癌组织中的免疫评分呈负相关(均P<0.05),并与BLCA、COAD、头颈部鳞癌(HNSC)、SARC和THYM等24种癌组织中的免疫细胞浸润水平密切相关,尤其在SARC中与大部分免疫细胞呈显著负相关(P<0.01)。相关性分析表明FBXO43与泛癌中的TMB、MSI和MMR存在显著相关性。GSEA分析显示FBXO43与多种肿瘤的细胞周期和免疫相关功能有关。qRT-PCR结果显示,与正常细胞比较,FBXO43在肝癌细胞中表达上调,在胃癌细胞中表达下降(均P<0.05)。结论FBXO43异常表达与多种癌症的发生、发展密切相关;FBXO43可能是新的免疫细胞浸润和预后的标志物,可为癌症的靶向治疗提供新的方向。

骨关节炎滑膜中PLCD3 mRNA的表达情况及其与免疫细胞浸润的关系

目的探究骨关节炎(OA)滑膜中磷脂酶Cδ3(PLCD3)mRNA的表达情况及其与免疫细胞浸润的关系。方法基于前期发现的OA差异表达基因,通过收集临床OA组和对照组的滑膜组织,检测相关差异表达基因PLCD3 mRNA的表达差异,并采用CIBERSORT算法分析免疫细胞在OA组及对照组中的浸润模式,并进一步对PLCD3与浸润性免疫细胞的相关性进行分析。结果相较于对照组,PLCD3 mRNA相对表达水平在OA组滑膜组织中明显升高(P<0.05),OA滑膜组织中幼稚B细胞、活化NK细胞、M2巨噬细胞和活化肥大细胞的比例相对较高(P<0.05),PLCD3与这4种免疫细胞比例呈正相关(P<0.05)。结论PLCD3可能是诊断OA的关键生物标志物,其可能通过与浸润性免疫细胞的相互作用参与了OA的发病过程。

抑瘤素M在子宫内膜癌中的表达及其与免疫细胞浸润的相关性分析

目的:探索抑瘤素M(OSM)在子宫内膜癌中的表达及预后价值,分析OSM表达与子宫内膜癌组织免疫细胞浸润的关系。方法:TIMER数据库分析OSM在泛癌中的表达,比较OSM在子宫内膜癌与正常组织的表达,并对不同OSM表达患者进行生存分析;TIMER和TISIDB分析OSM表达与免疫细胞浸润的关系,ssGSEA算法计算不同OSM表达样本免疫细胞浸润丰度差异;GSEA软件进行富集分析;收集临床组织样本进行验证。结果:OSM在子宫内膜癌组织中的表达高于正常子宫内膜组织(P=4.1e-28),且OSM高表达子宫内膜癌患者无复发生存期(RFS)延长(P=0.004 8)。OSM表达与免疫细胞浸润丰度和免疫细胞基因标志物均呈正相关(P<0.05)。OSM主要富集于免疫相关信号通路。OSM在子宫内膜癌组织中的表达高于正常和不典型增生组织(P=0.016 9)。OSM高表达肿瘤组织中,免疫细胞标志物CD4、CD8、CD68比例升高(均P<0.05),OSM表达与CD4、CD8、CD68均呈显著正相关。结论:OSM在子宫内膜癌组织中高表达且与预后相关;OSM表达与免疫细胞浸润水平呈正相关,可作为免疫治疗和预后判断的生物标志物。

Ⅳ型胶原蛋白A4在肾透明细胞癌中的表达及其与预后和免疫浸润的相关性分析

目的探究Ⅳ型胶原蛋白A4(collagen typeⅣalpha 4 chain,COL4A4)在肾透明细胞癌(clear cell renal cell carcinoma,ccRCC)中的表达及其与临床预后和免疫浸润的关系。方法利用癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)和高通量基因表达(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库分析COL4A4在ccRCC组织和癌旁正常组织中的表达差异。Western blot实验探究COL4A4在人ccRCC细胞株(786-O、OS-RC-2、Caki-1、SW839和RCC4)和人正常肾小管上皮细胞株HK-2中的表达差异。Kaplan-Meier曲线用于分析COL4A4表达与ccRCC患者的临床总生存期、无进展生存期和疾病特异性生存期的关系,并用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评价COL4A4对预测ccRCC发生的诊断价值。利用cBioPortal和COSMIC数据库分析COL4A4在ccRCC中的突变情况。采用STRING数据库构建COL4A4的蛋白互作(protein-protein interaction,PPI)网络。采用LinkedOmics数据库构建COL4A4的共表达基因网络。采用R软件进行基因本体(Gene Ontology,GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)信号通路富集分析。基于TCGA数据的单样本基因集富集分析(single sample gene set enrichment analysis,ssGSEA)分析ccRCC中COL4A4表达与免疫浸润的相关性。结果TCGA和GEO数据库均显示,COL4A4在ccRCC组织中低表达(均P<0.05)。Western blot实验证实,COL4A4在ccRCC细胞株(786-O、OS-RC-2、Caki-1、SW839和RCC4)中均低表达(均P<0.05)。高表达COL4A4的患者具有更好的总生存期、无进展生存期和疾病特异性生存期(均P<0.01)。COL4A4是ccRCC患者的独立危险因素(HR=0.562,95%CI:0.352~0.898,P<0.05)。COSMIC数据库发现,COL4A4突变频率较低,在ccRCC中稳定表达。PPI网络显示,COL4A4与整合素家族密切相关。功能富集分析发现,COL4A4参与GTP酶活性调节、细胞核分裂、细胞周期转换、自噬和T细胞激活等生物学过程。信号通路富集分析提示,COL4A4主要参与沙门氏菌感染和细胞间的紧密连接。免疫浸润分析发现,COL4A4表达与调节性T细胞浸润呈负相关(r=-0.428,P<0.05)。结论COL4A4是ccRCC的潜在生物预后标志物和治疗靶点。

A2M在慢性阻塞性肺疾病中的表达及其与免疫细胞浸润的相关性

目的:研究慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)患者外周血α2巨球蛋白(alpha 2 macroglobulin,A2M)与免疫细胞浸润的相关性。方法:对GSE38974数据集进行综合分析。GO富集、KEGG分析和GSVA分析用于探索潜在的功能和通路。CIBERSORT用于评估组织浸润性免疫细胞。收集25例稳定期COPD患者和26例健康对照,分析外周血A2M水平与免疫细胞计数的相关性。ELISA检测血浆中A2M的浓度。RT-qPCR检测细胞和外周血中A2M mRNA的表达水平。Western blot法检测M2型巨噬细胞表面标志物精氨酸酶(arginase-1,Arg-1)的表达水平。采用Pearson相关分析进行相关性分析。ROC曲线判断A2M的诊断灵敏度与特异度。结果:对GSE38974数据集的差异表达基因进行生物信息学分析发现,A2M在COPD患者肺组织中表达下降,且与COPD患者肺组织的免疫细胞浸润相关。RT-qPCR和ELISA结果显示,A2M水平在COPD患者外周血中下调,与COPD患者淋巴细胞、单核细胞具有相关性。ROC曲线提示A2M具有诊断COPD的价值。进一步的通路分析提示A2M可能与巨噬细胞等调节免疫途径相关。在M2巨噬细胞中敲低A2M后Arg-1的表达降低。结论:A2M在COPD患者肺组织与外周血中表达降低,与COPD患者免疫细胞计数、免疫细胞浸润等密切相关,A2M可能在巨噬细胞向M2型极化的过程中发挥了重要作用。

食管鳞癌差异表达基因的筛选及其与免疫细胞浸润和预后的相关性

目的:利用GEO数据库筛选食管鳞癌的差异表达基因(DEGs),并进一步分析这些基因与食管鳞癌中免疫细胞浸润之间的相关性,以及对预后的影响。方法:从GEO数据库筛选食管鳞状细胞癌芯片数据集GSE23400,使用R软件中的Limma包来分析DEGs。整合GSE23400芯片中的两平台数据并通过GSVA包的ssGSEA算法计算每个样本免疫细胞浸润程度,并分别计算免疫浸润细胞与DEGs之间的相关性。结合GSE53624数据集分析DEGs对患者生存的影响,分析生存相关基因表达与免疫细胞浸润程度的相关性。使用GSE53622数据集验证食管鳞癌生存相关基因的表达,以及其与患者预后的关系。在38例食管鳞癌和相应癌旁非肿瘤组织中,采用免疫组织化学方法(IHC)检测EHF和CSTB的蛋白表达水平。使用RT-qPCR和Western blot检测EHF和CSTB在食管鳞癌中的mRNA和蛋白表达水平。结果:通过对104例食管鳞癌患者癌组织和正常组织的数据进行分析,共获得38个DEGs。免疫浸润研究发现免疫细胞在癌组织和正常组织中的浸润程度有所不同,38个DEGs与免疫细胞浸润程度具有相关性。在GSE53624数据集中,EHF基因表达与CD4^(+)T细胞和B细胞的浸润程度呈显著正相关,相关系数r分别为0.69和0.67(均P<0.01),CSTB基因表达与CD8^(+)T细胞和自然杀伤T细胞的浸润程度显著正相关,相关系数r分别为0.76和0.62(均P<0.01);食管癌患者中EHF和CSTB基因表达与生存时间显著相关(均P<0.05),EHF和CSTB基因高表达患者的生存时间显著高于低表达患者(中位生存期59.1 vs.24.1个月;63.1 vs.23.9个月)。在GSE53622数据集中,EHF和CSTB基因表达下调(均P<0.01),EHF和CSTB基因高表达的食管鳞癌患者比低表达患者预后好(中位生存期NA vs.29.7个月;NA vs.17.9个月,均P<0.05)。IHC结果显示,EHF和CSTB在食管鳞癌中的蛋白表达水平均低于相应癌旁组织(均P<0.05)。RT-qPCR和Western blot结果显示,EHF和CSTB在食管鳞癌细胞中的表达显著低于食管正常鳞状上皮细胞(均P<0.05)。结论:EHF和CSTB基因可能在食管鳞癌的肿瘤免疫及预后中发挥着重要作用,可以为患者免疫治疗和预后判断提供理论依据。

乳腺癌eIF4E对免疫细胞浸润的影响及机制的初步研究

目的:研究乳腺癌真核翻译起始因子4E(eIF4E)表达对免疫细胞浸润的影响及作用机制。方法:从癌症基因组图谱(TCGA)网站获取乳腺癌数据,分析eIF4E的表达与预后和临床特征的关系。通过TISIDB数据库分析乳腺癌eIF4E表达与免疫亚型及免疫细胞浸润的关系。通过单样本基因集富集分析对免疫细胞浸润和上皮-间充质转化(EMT)抑制基因集进行评分;分析eIF4E不同表达水平时免疫细胞浸润的差异以及EMT抑制基因集和免疫细胞浸润的相关性。蛋白免疫印迹和免疫荧光实验研究乳腺癌eIF4E表达对EMT相关蛋白表达的影响,Transwell实验研究eIF4E表达对乳腺癌细胞迁移和侵袭能力的影响。结果:eIF4E在乳腺癌淋巴细胞减少型(C4)中表达最高。乳腺癌中eIF4E高表达时抗肿瘤免疫细胞浸润减少(P<0.05),免疫抑制细胞浸润增多(P<0.05);同时eIF4E表达与EMT抑制基因集评分呈负相关(P<0.05),而EMT抑制基因集评分与许多抗肿瘤免疫细胞浸润呈正相关(均P<0.05)。免疫印迹结果显示,乳腺癌eIF4E高表达时EMT相关蛋白波形蛋白(Vimentin)的表达升高(t=11.83、5.927,均P<0.05),而E-钙黏蛋白(E-cadherin)表达降低(t=2.848、8.599,均P<0.05),免疫荧光实验得到了相同的结果(t=6.577、7.843、12.48、4.406,均P<0.05)。Transwell实验显示eIF4E的高表达增强了乳腺癌细胞迁移和侵袭能力(t=13.81、8.9、15.27、4.954,均P<0.05)。结论:乳腺癌eIF4E表达通过促进EMT来影响免疫细胞的浸润。

血流感染诊断生物标志物预测及免疫细胞浸润分析

目的 通过生物信息学与机器学习识别血流感染(blood stream infections, BSI)患者的相关诊断生物标志物、发病机制及免疫细胞浸润水平,寻找新的药物靶标。方法 从高通量基因表达数据库(gene expression omnibus,GEO)中获取了BSI相关基因表达数据集。使用R语言进行差异表达基因(differentially expressed gene,DEG)筛选,然后进行基因富集分析。使用加权基因共表达网络分析(weighted correlation network analysis,WGCNA)筛选的关键模块基因。通过使用两种机器学习算法来识别中心基因。在外部数据集中使用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)和箱线图模型来验证中心基因的诊断效能。通过CIBERSORT反卷积算法分析免疫细胞浸润水平。结果 本研究得到了330个加权基因共表达网络关键模块基因和DEGs的交集基因。基因富集分析结果显示,免疫和炎症相关通路被显著富集。通过机器学习和外部数据库验证共得到8个潜在生物标志物,ROC分析显示,8个潜在生物标志物曲线下面积(area under curve,AUC)均大于0.9。免疫细胞浸润分析表明,所有诊断标生物标志物都可能与免疫细胞有着不同程度的相关性。结论 通过生物信息学和机器学习方法,确定了潜在生物标志物,并构建了BSI诊断模型。本研究可以为BSI患者提供潜在的外周血诊断生物标志物,为BSI发病机制、新型治疗靶点和新药研发提供新的方向。

量化肿瘤浸润免疫细胞的分析方法研究进展

免疫细胞一直被认为是维持机体平衡的重要调节因子,对肿瘤浸润免疫细胞进行量化分析有望揭示免疫系统在肿瘤中的多方面作用。本文总结了量化肿瘤浸润免疫细胞的计算方法及相关的分析工具,包括基于标志基因富集分析方法和反卷积分析方法开发的算法模型与工具,列举了它们在揭示疾病发病机制以及药物治疗反应、确定肿瘤潜在生物标志物、辨别肿瘤免疫分型中的应用,提出了它们当前存在的局限性,并针对这些局限性问题进行了分析和展望,以促进该领域的发展。

MDM2的异常表达对胃癌细胞增殖、侵袭、迁移以及对CD4^(+)T和CD8^(+)T细胞免疫浸润的影响

目的 探讨鼠双微体同源基因2(murine double minute 2,MDM2)在胃癌中的表达,以及MDM2的表达对胃癌细胞增殖、侵袭、迁移以及CD4^(+)T和CD8^(+)T细胞免疫浸润的影响。方法 从基因表达综合(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库中提取胃癌芯片数据集GSE62254,统计分析MDM2在胃癌中的表达情况。通过基因表达谱交互分析(Gene Expression Profiling Interactive Analysis,GEPIA)数据库分析MDM2表达对胃癌患者预后的影响。基于单样本基因集富集分析(single-sample gene-set enrichment analysis,ssGSEA)探讨GSE62254中23种免疫细胞的浸润情况。免疫组织化学法检测临床样本组织中MDM2和CD4^(+)T和CD8^(+)T细胞的表达。细胞实验,分为sh组(shRNA-MDM2下调MDM2表达)和sh-NC组(shRNA-MDM2-NC无下调MDM2表达的作用),si组(siRNA-MDM2降低MDM2表达)和si-NC组(siRNA-MDM2-NC无降低MDM2表达的作用),pc组(pcDNA3.1-MDM2过表达MDM2)和pc-NC组(pcDNA3.1-MDM2-NC无过表达MDM2的作用),mimic组(MDM2 mimic上调MDM2表达)和mimic-NC组(MDM2-NC无上调MDM2表达的作用)。动物实验,分为si组(下调MDM2表达)、si-NC组(无下调MDM2表达),mimic组(升高MDM2表达)、mimic-NC组(无升高MDM2表达),每组各5只小鼠。5-乙炔基-2′-脱氧尿苷(5-ethynyl-2′-deoxyuridine,EdU)以及Transwell小室检测各组细胞的增殖、迁移与侵袭性能。动物实验检测各组细胞的体内生长与转移能力;Western blot检测细胞和小鼠瘤体组织中MDM2、增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA)、E-钙黏着蛋白(E-cadherin)和波形蛋白(Vimentin)的表达;同时细胞计数试剂盒(cell counting kit 8,CCK-8)检测小鼠脾组织单细胞悬液中CD8^(+)T细胞的体外杀伤肿瘤细胞的能力。结果 与癌旁正常组织相比,MDM2在胃癌组织的表达明显升高(P<0.05);与MDM2高表达患者相比,MDM2低表达患者的总生存期生存曲线明显升高(P<0.05);与MDM2高表达组相比,MDM2低表达组中CD4^(+)T、CD8^(+)T细胞的浸润明显升高(P<0.05);临床样本的免疫组织化学和相关性分析结果显示,MDM2的表达与CD4^(+)T、CD8^(+)T细胞的浸润水平呈负相关关系。细胞实验结果显示,与si-NC组相比,si组PAMC-82细胞中EDU阳性细胞比例、细胞侵袭和迁移数量以及细胞中MDM2、PCNA以及Vimentin的表达明显下降,E-cadherin的表达明显升高(P均<0.05);与mimic-NC组相比,mimic组PAMC-82细胞中EDU阳性细胞比例、细胞侵袭和迁移数量以及细胞中MDM2、PCNA以及Vimentin的表达明显升高,E-cadherin表达明显下降(P均<0.05)。动物实验结果显示,与si-NC组相比,si组小鼠瘤体组织的质量、病灶转移比例、瘤体组织中MDM2、PCNA和Vimentin的表达明显下降,瘤体组织中E-cadherin表达、CD4^(+)T免疫组织化学评分、CD8^(+)T免疫组织化学评分明显升高(P均<0.05);与mimic-NC组相比,mimic组小鼠瘤体组织的质量、病灶转移比例、瘤体组织中MDM2、PCNA和Vimentin的表达明显升高,瘤体组织中E-cadherin表达、CD4^(+)T免疫组织化学评分、CD8^(+)T免疫组织化学评分明显下降(P均<0.05)。小鼠脾组织中CD8^(+)T细胞对各组PAMC-82细胞的体外杀伤实验结果显示,si组细胞的存活率明显下降(P<0.05);与mimic-NC组相比,mimic组细胞的存活率明显升高(P<0.05);酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)结果显示,与si-NC组相比,si组细胞上清液中γ干扰素(interferon gamma,IFN-γ)及肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor alpha,TNF-α)的含量明显升高(P均<0.05),与mimic-NC组细胞相比,mimic组细胞中IFN-γ及TNF-α的含量明显下降(P均<0.05)。结论 在胃癌中,MDM2的表达升高,高表达的MDM2能明显促进细胞的增殖、迁移和侵袭,增强肿瘤细胞抵抗CD4^(+)T、CD8^(+)T细胞的杀伤能力,促进胃癌进展。

支气管镜下二氧化碳冷冻疗法对不同分期肺鳞状细胞癌患者肿瘤微环境免疫细胞浸润的影响

目的探讨二氧化碳(carbon dioxide,CO_(2))冷冻疗法对不同分期肺鳞状细胞癌(pulmonary squamous cell carcinoma,SqCLC)患者肿瘤微环境免疫细胞浸润的影响。方法选取2020年10月至2023年10月唐山市人民医院收治的106例SqCLC患者作为研究对象,按照治疗方法分为研究组(n=53)和对照组(n=53)。对照组采取全身化疗治疗,研究组在化疗的基础上联合支气管镜CO_(2)冷冻疗法进行治疗。比较不同治疗方法对不同分期SqCLC患者免疫细胞浸润的影响,并观察近期治疗效果。结果治疗前,≥65岁患者CD8^(+)T淋巴细胞水平显著高于<65岁患者(P<0.05);治疗后,研究组患者CD3^(+)T淋巴细胞、CD4^(+)T淋巴细胞水平均显著高于对照组(均P<0.05),且较治疗前均显著升高(均P<0.05);研究组患者CD8^(+)T淋巴细胞、Treg细胞水平均显著低于对照组(均P<0.05),且较治疗前均显著降低(均P<0.05);治疗后,Ⅲ期组和Ⅳ期组患者CD3^(+)T淋巴细胞、CD4^(+)T淋巴细胞水平均显著高于治疗前(均P<0.05),CD8^(+)T淋巴细胞、Treg细胞水平均显著低于治疗前(均P<0.05);研究组患者总有效率显著高于对照组(P<0.05)。广义估计方程(generalized estimating equation,GEE)模型分析可知,研究组患者CD3^(+)T淋巴细胞、CD4^(+)T淋巴细胞、CD8^(+)T淋巴细胞、Treg细胞改善情况均显著优于对照组(均P<0.05)。结论支气管镜下CO_(2)冷冻疗法可破坏肿瘤细胞,影响肿瘤微环境免疫细胞浸润,调节免疫功能,提升治疗效果。