文摘目的运用生物信息学方法对间变性甲状腺癌(anaplastic thyroid carcinoma,ATC)的转录组数据进行分析,寻找相关生物标志物及潜在机制。方法通过IMAGEO分析平台对Gene Expression Omnibus(GEO)的转录组基因芯片数据集GSE85457、GSE65144和GSE29265综合筛选区别ATC与正常甲状腺组织的关键靶点,并对关键靶点进行基因本体论(Gene Ontology,GO)富集分析及Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)分析。运用Cytoscape的CytoHubba插件筛选出前10位的核心靶基因。运用Kaplan-Meier法探究ATC核心靶基因对患者总生存期的影响,探究ATC预后相关靶基因与常见分子亚型相关性。基于CIBERSORT算法分析其与免疫细胞浸润丰度和免疫检查点基因的关系。结果共筛选出ATC差异表达基因1891个,其中包含832个上调基因,1059个下调基因(均P<0.05)。富集分析显示,差异表达基因主要作用于细胞周期过程、DNA复制、肿瘤信号转导、活性氧相关化学致癌、细胞凋亡、黏蛋白型O聚糖生物合成和甲状腺激素合成等通路。基于Cytoscape的CytoHubba插件Maximal Clique Centrality(MCC)算法筛选出10个核心靶基因。经Cox比例风险模型及Kaplan-Meier法在癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)外部ATC队列验证后发现,核心靶基因中周期蛋白依赖性激酶1(cyclin-dependent kinase 1,CDK1)和细胞周期蛋白B1(cyclin B1,CCNB1)的高表达与患者总生存期的不良预后相关(均P<0.05)。CDK1表达量在B-Raf原癌基因丝/苏氨酸蛋白激酶(B-Raf proto-oncogene,serine/threonine kinase,BRAF)野生型及突变型患者中存在差异,具有正相关性(r=0.67,P<0.01);CDK1与CCNB1的表达量均与端粒酶反转录酶(telomerase reverse transcriptase,TERT)的表达呈正相关性(均r>0.7,均P<0.01)。经CIBERSORT算法发现,CDK1表达量与浆细胞、CD4+T细胞、T辅助细胞、巨噬细胞M1和嗜酸性粒细胞浸润水平均呈正相关(均r>0.3,均P<0.05),与单核细胞、巨噬细胞M2和肥大细胞抑制等免疫细胞浸润丰度均呈负相关(均r>0.2,均P<0.01);CCNB1表达量与T辅助细胞、巨噬细胞M1和肥大细胞激活等免疫细胞浸润丰度均呈正相关(均r>0.4,均P<0.05)。CDK1与免疫检查点细胞程序性死亡蛋白1配体2(programmed cell death 1 ligand 2,PD-L2)、T细胞免疫球蛋白和ITIM结构域蛋白(T cell immunoreceptor with Ig and ITIM domains,TIGIT)、T细胞免疫球蛋白和黏蛋白结构域蛋白3(T cell immunoglobulin and mucin domain-containing protein 3,TIM3)、T-细胞可诱导共刺激分子(inducible T-cell costimulator,ICOS)、吲哚胺2,3-双加氧酶1(indoleamine 2,3-dioxygenase 1,IDO1)、细胞程序性死亡受体1(programmed cell death protein 1,PD-1)、细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4,CTLA4)、淋巴细胞活化基因3(lymphocyte-activation gene 3,LAG3)和CD27的表达量均呈正相关(均r>0.5,均P<0.05),CCNB1则与免疫检查点IDO1的表达量呈正相关(r>0.6,P<0.05)。结论CDK1和CCNB1的高表达水平与ATC患者预后呈负相关,其表达水平影响患者预后可能通过调节肿瘤免疫微环境实现。CDK1具有更强的免疫原性,为ATC诊断与预后的潜在生物标志物。
