干湿结合上6+高渗基因与透明细胞肾癌预后
今天跟大家分享的是2020年2月发表在Cancers (Basel)（IF：6.162）杂志上的一篇文章Hypertonicity-Affected Genes Are Differentially Expressed in Clear Cell Renal Cell Carcinoma and Correlate with Cancer-Specific Survival.这篇文章干湿结合，筛选出ccRCC相关高渗基因以及细胞实验验证高渗可恢复ELF5表达。
Hypertonicity-Affected Genes Are Differentially Expressed in Clear Cell Renal Cell Carcinoma and Correlate with Cancer-Specific Survival.高渗性影响的基因在透明细胞肾细胞癌中差异表达，并与特定癌症的存活相关
一.研究背景
近来发现，肾脏内部髓质中独特的高渗性调节肾脏和肾单位特异性基因的表达。在本研究中，分析了高渗性影响基因在ccRCC肿瘤样品和正常组织中是否也差异表达，以及这些基因是否与患者的临床结果相关。
二.分析流程
三.文章讲解
1.高渗基因在ccRCC中差异表达
先使用以300或900 mosmol / kg原代培养的内髓集合管（IMCD）细胞进行RNA-Seq，以鉴定受高渗影响的差异表达转录本，检测到355种转录本的两种条件之间存在显着差异（伪发现率FDR <0.05; log2差异变化（FC）临界值> 3 / <-3），并且其中284种（223个基因）具有匹配的人类转录本，其中，高渗性下调了110个转录本，上调了174个转录本。（图1A，火山图）。
然后基于TCGA-KIRC样本的RNA-Seq数据的分层聚类，提取了前223个高渗性的基因个受调控基因的表达水平，将正常的非肿瘤组织样本（n = 67）（亮绿色）与肿瘤样本（深绿色）（n = 449）清楚地分开了（图 1B，热图）。
图1A.在300或900 mosmol/kg培养的原代培养的内髓集合管(IMCD)细胞中，受高张力影响的差异表达转录本
图1B.TCGA-KIRC队列中基于高张力影响基因的样本的层次聚类分析
2.高渗基因表达与ccRCC预后密切相关
接下来，使用来自TCGA-KIRC队列的RNA-Seq数据，选择了用于生存预测的最小基因集。作者在大鼠的高渗性调节的223种不同基因中鉴定出4种（COL1A1，NDUFA4L2，S100A6，MT2A），随后基于这四个基因定义了OSM评分(这四个基因被证实都与ccRCC发生有关)。
接着探究TCGA-KIRC队列中基于这四个基因建立的OSM评分的OS，显示出低OSM评分具有更好的OS（图3A）。根据所选基因的表达水平及其模型系数，在另一独立的ccRCC患者队列中计算OSM评分，然后做生存分析（下图3B），同样显示出低OSM评分具有更好的OS。
图3.OSM评分预测患者的生存期
3.高渗可恢复肿瘤抑制因子ELF5的表达
高渗透压对基因表达的影响可以通过低渗透转换来恢复。其中一个高渗诱导的转录本是类似于E74的ETS转录因子ELF5。由于ELF5在抑制肿瘤方面起着重要的作用，因此作者接下来探究是否有可能通过高渗透压在ccRCC细胞系中诱导其表达。为了对此进行测试，使用了已建立的ccRCC细胞系786-0，以及异位表达WT-VHL的同一细胞系（786-0-VHL）。两者均在等渗（300 mosmol / kg）下或在高渗（600 mosmol / kg）条件下培养不同的时间。实际上，可以通过在高渗条件下培养786-0细胞来诱导ELF5的表达，如PCR或qPCR分析所示（图2A，B）。结果显示：ELF5表达的诱导在VHL +细胞中比在VHL缺陷细胞中更高。表明，仅通过重量摩尔渗透压浓度，无需任何遗传操作即可诱导RCC细胞中肿瘤抑制因子ELF5的表达。
图2.ELF5在786-0细胞中的表达是由环境高渗性诱导的
在下一步中，使用cox比例风险模型分析了高渗相关基因对TCGA-KIRC患者临床预后的预测价值。在223个基因中，有111个（49.8％）表现出显著作用。在对患者生存有重大影响的基因中，高渗性下调的基因倾向于对生存产生负面影响（41个中的32个），而高渗性上调的基因则具有相等数量的负（35）和正（35）效应 。该数据表明，高渗性影响基因的表达可作ccRCC的独立预后因子。
表1.高渗影响基因以及他们对患者生存的影响
高渗透压诱导的基因表达对于ccRCC非常重要，VHL明显参与了高渗透压诱导的调节途径。而且多达85％的RCC患者具有VHL功能丧失，因此必须确定潜在的细胞和分子机制。所以针对渗透压对ccRCC治疗有必要进行进一步的研究以鉴定高渗相关通路在肿瘤发生和扩散中的功能相关性。