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大家好,今天要和大家分享的是2021年4月发表的一篇文章:“Prognostic Power of a Chaperonin Containing TCP-1 Subunit GenesPanel for Hepatocellular Carcinoma”。

在这篇文献中作者旨在揭示编码CCT亚基用于预后的关键基因并建立预后基因模型。首先,从TCGA、ICGC和GEO下载数据集,比较肿瘤与正常组织之间的CCT亚基基因表达水平。根据相应的Kaplan-Meier分析显示,CCT亚基基因的总体存活率存在明显差异。随后作者进行了相关性分析,PPI网络,基因本体分析,免疫细胞浸润分析和转录因子网络,构建了列线图以预测预后。同时,基于多元Cox回归分析以及线性回归模型的收缩和选择方法,最后,作者验证了由3个CCT相关基因组成的3基因预后签名和列线图,结果表明,该签名可以作为肝癌的生存预测和新的生物标志物。

本文看似一个基因家族分子,其实也就是几个单基因的分析结果堆在一起。

对于单基因的分析,挑选基因最为关键。小编认为容易发表的基因要符合以下几点(符合条件越多越好):

1 在多种肿瘤中该基因高表达

2 在多种肿瘤中该基因高表达的患者预后差

3 在多种肿瘤中该基因在高分期表达较高

4 不同肿瘤中的富集分析有比较集中的几种结果

5 在一种或者多种肿瘤中与特定免疫细胞浸润相关,如巨噬细胞,CD8T细胞等

6 最好用不同的方法证明5中的结论

7 在某一种或者几种肿瘤中集中于一些免疫相关基因相关性高

8 该基因最好报道过,但是又研究较少,有一定新颖性

如果能筛选到这样的基因,再添加单基因的各种层面分析,肯定是比较容易接收的。能再加一些实验验证就更好不过了。另外,我们也推出了最新的单基因泛癌高阶套路。详见:

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发表杂志:Front Genet.

影响因子:3.258      即时影响因子:4.42

伴侣蛋白的TCP-1亚基基因组对肝细胞癌的预后能力

一、研究背景

肝细胞癌(HCC)是全球第七大常见肿瘤和第三大癌症相关死亡原因之一。外科治疗是最常用的治疗方法,但其预后不佳。肝癌也是一种生物异质性恶性肿瘤,其细胞和分子机制鲜为人知,这限制了治疗功效的提高。因此,迫切需要鉴定分子生物标志物以改善预后预测,并协助开发可能的新疗法。含有TCP-1(T-复合蛋白1)的伴侣蛋白是一种大分子复合物,包含9个亚基,它的功能已在多种肿瘤中进行了研究。

二、流程图

三、分析解读

1、患者数据下载和样本采集

①从TCGA-LIHC、ICGC-LIRI-JP和GEO-GSE14520中下载肝癌患者转录组数据和临床数据。

来自ICGC和GSE14520队列被视为测试集。

②比较了来自TCGA(下图A)和ICGC(下图B)组的HCC患者的肿瘤和非肿瘤组织之间的CCT亚单位(TCP1、CCT2、CCT3、CCT4、CCT5、CCT6A、CCT6A、CCT6B、CCT7、CCT8)基因表达水平。

③CCT亚单位基因表达水平与TCGA和ICGC(下图F)队列中低和高阶段(下图C)、等级(下图D)和T级(下图E)的比较。

结果显示:

①三期TCP1、CCT2、CCT3、CCT4、CCT5、CCT6A、CCT7和CCT8的表达水平明显高于TCGA组的一二期。

②CCT6B的表达水平在三期和四期明显低于TCGA队列的一期和二期。

③随着T分期的增加,CCT2、CCT3、CCT4、CCT5、CCT6A、CCT7和CCT8的表达水平显著提高。

2、CCT亚单位基因生存分析

①在TCGA组的HCC患者中进行CCT基因表达的Kaplan-Meier分析

②在ICGC组的HCC患者中进行CCT基因表达的Kaplan-Meier分析

结果显示:

①TCP1、CCT2、CCT3、CCT4、CCT5、CCT6A、CCT7和CCT8的高表达与TCGA和ICGC队列的HCC患者的预后较差。

②CCT6B的高表达与TCGA和ICGC队列中更好的整体生存显著相关。

3、CCT基因表达水平相关性分析

①确定TCGA和ICGC数据中所有CCT基因的pearson相关系数(下图A,B)

②利用GeneMANIA数据库构建了PPI网络(下图C)

③CCT亚单位蛋白的基因本体论和通路富集分析(下图C,D)

结果显示:

①9种CCT蛋白也与其他蛋白质相关联

②CCT基因的基因本体分析显示,与未折叠的蛋白质结合,蛋白质定位到核体,蛋白质定位到端粒的建立和蛋白质定位到Cajal体相关的生物途径的富集。

4、CCT基因的单因素和多因素分析

①采用单因素分析法分析了TCGA数据库中年龄,性别,分期,TNM和CCT基因与预后相关的临床特征,与ICGC队列中一致(下图)

②对两个队列中的每个CCT基因和临床特征进行了多因素Cox回归分析(下图)

结果表明:

①TCP1,CCT2,CCT3,CCT4,CCT5,CCT6A,CCT6B,CCT7,CCT8和阶段与HCC的预后有显着相关性。

②每个CCT基因均与TCGA队列中的生存率显着相关

③在ICGC队列中,CCT基因与总体存活率显着相关。

5、CCT基因表达与免疫细胞浸润

①使用TIMER数据库用于评估CCT基因表达与六种免疫细胞浸润之间的相关性,包括B细胞,CD4+T细胞,CD8+T细胞,巨噬细胞,中性粒细胞和树突状细胞。

②探索了TCP1和CCT2/3/4/5/6A/7/8异常表达与巨噬细胞相关的总体生存率的相关性。

结果显示:

①CCT基因与B细胞,CD4+T细胞,CD8+T细胞,巨噬细胞,嗜中性粒细胞和树突状细胞呈正相关(下图)。

②TCP1和CCT2/3/4/5/6A/7/8与巨噬细胞显示出很强的相关性(下图)。

③TCP1或CCT2/3/4/5/6A/7/8高表达且巨噬细胞得分高的组的总体生存期最差(下图)

6、转录因子调控网络的构建

①分析了HCC和邻近非癌组织中前30个转录因子的表达(下图A)。

②通过单因素Cox回归获得了18种与生存有关的总体转录因子(下图B)

③建立了详细的调控网络,将转录因子与CCT基因联系起来(下图C)。

结果表明:PA2G4,CEBPZ,PRMT3,YBX1和CENPA在参与TCP1,CCT2/3/4/5/6A/7/8转录中可能起更重要的作用。

7、基于CCT基因表达的预后基因集

①为了建立预测特征,对训练集中的CCT基因(TCP1,CCT2,CCT3,CCT4,CCT5,CCT6A,CCT6B,CCT7和CCT8)进行Lasso模型处理(下图A)。

②通过多变量Cox比例风险回归选择这些基因用于下一步模型构建(下图B)

③构建了风险评分:风险评分=(0.013805×CCT4的表达水平)+(0.015096×CCT6A的表达水平)+(-0.74942×CCT6B的表达水平)。通过计算验证和测试集中每位患者的风险评分,使用中位数将患者分为低风险组和高风险组(下图)。

结果表明:

①显示了根据风险评分分类的患者,绿色表示风险评分低于中位数的患者,红色表示风险评分高于中位数的患者(下图A)

②内部和外部验证集中观察到了相似的结果(下图B,C)

③Kaplan-Meier分析表明,在训练,验证和测试集中,高风险组的患者预后比低风险组的患者差(下图D-F)。

④训练,验证和测试集中的预后模型ROC曲线显示出良好的预测能力(下图G–I)。

⑤与TCGA组的存活患者相比,HCC患者的风险评分较高(下图A)

⑥TNM 分期、等级分期和T 分期的风险评分显著增加(下图B-D)

⑦在ICGC队列中观察到了同样的趋势(下图E,F)

8、基因预后模型的单因素和多因素分析

①在训练,验证和测试集中进行了预后模型的单变量和多变量Cox回归模型。

②在训练和验证集中,包括了根据3个基因的特征计算出的年龄,性别,等级,阶段和风险评分(下图A,B为单因素Cox回归;下图D,E为多因素Cox回归分析)。

③在测试集中,包括了性别,年龄,分期,先前的恶性肿瘤以及根据预后模型计算出的风险评分(下图C为单因素Cox回归;下图F为多因素Cox回归分析)。

结果表明:从预后模型计算的分期和风险评分是总体生存的独立预后因素(P <0.05)。

9、构造和评估列线图

①使用TCGA队列中的预后模型和其他临床特征构建列线图以预测1年,3年和5年生存(下图A)。

②校准曲线显示列线图的校准相对较好,接近最佳预测值(下图B)。

③进行ROC固化以评估列线图的预测效率,组合列线图的AUC分别为0.71、0.72和0.71,分别用于预测1年,3年,5年生存(下图C)。

④与单独的风险评分或阶段相比,组合模型显示出更大的效果(下图D)

9、实验验证CCT4和CCT6A的表达

为了进一步验证CCT4,CCT6B和CCT6A的表达,通过定量PCR研究了其转录本在肝癌细胞和正常肝细胞系中的相对表达。

结果显示:与正常肝细胞LO2相比,HCC细胞HepG2中CCT4,CCT6B和CCT6A的表达水平显着上调(下图)

小结:

在本文章中,作者研究确定了9个CCT亚基基因(TCP1,CCT2,CCT3,CCT4,CCT5,CCT6A,CCT6B,CCT7,CCT8)是HCC患者生存的独立预后因子。同时发现CCT亚基基因异常表达与免疫细胞浸润有关,特别是与巨噬细胞有关,CCT亚基基因高表达和巨噬细胞评分高的肝癌患者预后不良。经过多因素Cox比例风险回归和LASSO模型,作者开发并验证了一种新的3基因预后模型(包括CCT4,CCT6A,CCT6B),该预后模型与HCC患者的生存率显著相关。基于单因素和多因素分析,作者又建立了一个结合了预后模型的列线图,这些结果在训练,验证和测试集中是一致的,表明预后模型的准确性。

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