目的:探讨铜死亡相关基因在脑胶质瘤发生发展中的作用及其与预后的关系,并筛选出可能影响这些基因表达或功能的中药。方法:获取脑胶质瘤相关数据集;采用R、Perl语言评估铜死亡相关基因的表达、变异;分别进行铜死亡基因分型、预后差异基...目的:探讨铜死亡相关基因在脑胶质瘤发生发展中的作用及其与预后的关系,并筛选出可能影响这些基因表达或功能的中药。方法:获取脑胶质瘤相关数据集;采用R、Perl语言评估铜死亡相关基因的表达、变异;分别进行铜死亡基因分型、预后差异基因分型、多组学分析;构建预后模型、风险评分。按照风险评分分组,亚组多组学分析,检验生存预测能力;以铜死亡相关基因为靶点,采用传统中药系统药理学数据库(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)和Cytoscape软件构建“铜死亡靶点-成分-中药”网络,得出核心中药和核心成分。结果:大多数铜死亡相关基因在脑胶质瘤中表达异常,并能发生拷贝数变异,突变基因有NLR家族焦糖样域含有蛋白3(NOD-like receptor family pyrin domain containing 3,NLRP3)(1%)、铜输送ATP酶1(ATPase copper transporting alpha,ATP7A)(1%)、周期蛋白依赖性激酶抑制因子2A(cyclin-dependent kinase inhibitor 2A,CDKN2A)(1%)、铜输送ATP酶2(ATPase copper transporting beta,ATP7B)(1%)、金属调节转录因子1(metal regulatory transcription factor 1,MTF1)(1%)、谷氨酰胺合成酶(glutaminase,GLS)(1%);预后相关基因有ATP7A(P<0.001)、二肽基转移酶(dihydrolipoamide branched chain transacylase E2,DBT)(P=0.012)、甘油酸缩合酶(glycine cleavage system H protein,GCSH)(P<0.001)、核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,NFE2L2)(P<0.001)、NLR家族焦糖样域含有蛋白3(NOD-like receptor family pyrin domain containing 3,NLRP3)(P<0.013),对铜死亡相关基因表达量数据经过聚类分析,差异有统计学意义(P<0.001)。在铜死亡分型中,A亚型的患者预后相对较好,该亚型在铜死亡及免疫相关通路中低表达,即活化的CD4+T淋巴细胞、活化的CD8+T淋巴细胞、活化的树突状细胞等免疫细胞呈低表达(P<0.001)。相反,铜死亡分型中的B亚型患者预后相对较差,与A亚型患者比较,差异有统计学意义(P<0.05)。A亚型与B亚型患者的差异性基因数量达到598个。通过将不同的铜死亡基因进行重新聚类分析,可以区分出3个不同的基因型(P<0.001)。在这些铜死亡预后差异基因分型中,3组的曲线下面积(area under the curve,AUC)值均大于0.7,其中B亚型患者预后最佳,而C亚型患者预后最差。B亚型的特点主要是铜死亡基因的低表达,而C亚型则主要是铜死亡基因高表达(P<0.001)。预后模型风险评分将患者分为高风险组、低风险组,低风险组铜死亡基因低表达、预后好,高风险组相反。通过列线图可对患者不同临床特征进行预后评估(女性、年龄49岁、低风险评分的患者预后得分为95.3分,其1年、3年、5年生存率分别为97.0%、85.5%、74.7%);免疫细胞与风险评分相关性多呈负相关(P<0.05);肿瘤微环境中基质细胞、免疫细胞及总评分均为低风险组更低,肿瘤突变负荷则高风险组更高(P<0.001);干细胞与风险得分呈负相关(P<0.05)。“铜死亡靶点-成分-中药”网络得出核心成分主要包括鞣花酸、黄芩素、香叶木素、黄连碱、汉黄芩素、番茄红素等;核心中药主要包括牛膝、木蝴蝶、黄芩、银杏叶、赤芍、旋覆花等。归经主要在肝经(66次)、脾经(49次)、肺经(58次)、胃经(46次),四气以平(36次)、温(34次)、寒(33次)为主,五味主要以苦(86次)、甘(51次)、辛(45次)为主。结论:铜死亡相关基因影响脑胶质瘤患者免疫和预后,牛膝、木蝴蝶、黄芩、银杏叶等中药可调节该基因在脑胶质瘤中的作用。展开更多
文摘目的:探讨铜死亡相关基因在脑胶质瘤发生发展中的作用及其与预后的关系,并筛选出可能影响这些基因表达或功能的中药。方法:获取脑胶质瘤相关数据集;采用R、Perl语言评估铜死亡相关基因的表达、变异;分别进行铜死亡基因分型、预后差异基因分型、多组学分析;构建预后模型、风险评分。按照风险评分分组,亚组多组学分析,检验生存预测能力;以铜死亡相关基因为靶点,采用传统中药系统药理学数据库(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and Analysis Platform,TCMSP)和Cytoscape软件构建“铜死亡靶点-成分-中药”网络,得出核心中药和核心成分。结果:大多数铜死亡相关基因在脑胶质瘤中表达异常,并能发生拷贝数变异,突变基因有NLR家族焦糖样域含有蛋白3(NOD-like receptor family pyrin domain containing 3,NLRP3)(1%)、铜输送ATP酶1(ATPase copper transporting alpha,ATP7A)(1%)、周期蛋白依赖性激酶抑制因子2A(cyclin-dependent kinase inhibitor 2A,CDKN2A)(1%)、铜输送ATP酶2(ATPase copper transporting beta,ATP7B)(1%)、金属调节转录因子1(metal regulatory transcription factor 1,MTF1)(1%)、谷氨酰胺合成酶(glutaminase,GLS)(1%);预后相关基因有ATP7A(P<0.001)、二肽基转移酶(dihydrolipoamide branched chain transacylase E2,DBT)(P=0.012)、甘油酸缩合酶(glycine cleavage system H protein,GCSH)(P<0.001)、核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,NFE2L2)(P<0.001)、NLR家族焦糖样域含有蛋白3(NOD-like receptor family pyrin domain containing 3,NLRP3)(P<0.013),对铜死亡相关基因表达量数据经过聚类分析,差异有统计学意义(P<0.001)。在铜死亡分型中,A亚型的患者预后相对较好,该亚型在铜死亡及免疫相关通路中低表达,即活化的CD4+T淋巴细胞、活化的CD8+T淋巴细胞、活化的树突状细胞等免疫细胞呈低表达(P<0.001)。相反,铜死亡分型中的B亚型患者预后相对较差,与A亚型患者比较,差异有统计学意义(P<0.05)。A亚型与B亚型患者的差异性基因数量达到598个。通过将不同的铜死亡基因进行重新聚类分析,可以区分出3个不同的基因型(P<0.001)。在这些铜死亡预后差异基因分型中,3组的曲线下面积(area under the curve,AUC)值均大于0.7,其中B亚型患者预后最佳,而C亚型患者预后最差。B亚型的特点主要是铜死亡基因的低表达,而C亚型则主要是铜死亡基因高表达(P<0.001)。预后模型风险评分将患者分为高风险组、低风险组,低风险组铜死亡基因低表达、预后好,高风险组相反。通过列线图可对患者不同临床特征进行预后评估(女性、年龄49岁、低风险评分的患者预后得分为95.3分,其1年、3年、5年生存率分别为97.0%、85.5%、74.7%);免疫细胞与风险评分相关性多呈负相关(P<0.05);肿瘤微环境中基质细胞、免疫细胞及总评分均为低风险组更低,肿瘤突变负荷则高风险组更高(P<0.001);干细胞与风险得分呈负相关(P<0.05)。“铜死亡靶点-成分-中药”网络得出核心成分主要包括鞣花酸、黄芩素、香叶木素、黄连碱、汉黄芩素、番茄红素等;核心中药主要包括牛膝、木蝴蝶、黄芩、银杏叶、赤芍、旋覆花等。归经主要在肝经(66次)、脾经(49次)、肺经(58次)、胃经(46次),四气以平(36次)、温(34次)、寒(33次)为主,五味主要以苦(86次)、甘(51次)、辛(45次)为主。结论:铜死亡相关基因影响脑胶质瘤患者免疫和预后,牛膝、木蝴蝶、黄芩、银杏叶等中药可调节该基因在脑胶质瘤中的作用。
