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研究概述:
泛素偶联酶E2T(UBE2T)是一种潜在的致癌基因,然而缺乏对该基因的功能、预后和预测意义的泛癌分析。本研究中,首先在TCGA项目中分析了33种肿瘤类型的UBE2T,研究了UBE2T的表达水平及其对预后的影响,又利用了CancerSEA数据库中的单细胞测序数据研究UBE2T和泛癌细胞周期的相关性。研究中采用了WGCNA、单变量Cox回归模型和ROC用于评估UBE2T相关细胞周期基因(UrCCG)的预后影响。此外,又采用聚类(CC)法将TCGA肺腺癌(LUAD)患者根据UrCCG使用单样本基因集富集分析(ssGSEA)来分析亚组的预后、分子特征和免疫全景。
研究结果:
一、UBE2T在泛癌中的表达分析
1.比较TCGA数据库中33个肿瘤的癌组织和正常组织中UBE2T的表达(图1A)。对于缺乏足够正常组织的肿瘤类型(图1B),作者比较了肿瘤组织和正常组织中UBE2T的表达。
2.UBE2T在各种癌症中的表达明显上调。此外,GEPIA分析显示UBE2T在肾上腺皮质癌(ACC)、浸润性乳腺癌(BRCA)、头颈部鳞状细胞癌(HNSC)、肾嫌色细胞(Kich)、卵巢浆液性囊腺癌(OV)、肾乳头细胞癌(Kirp)、肝癌(LIHC)、LUAD、肾肾透明细胞癌(KIRC)和肝细胞癌(THCA)中有不同程度的表达。UALCAN在线工具中的TE“蛋白”模块表明UBE2T蛋白在LUAD、子宫内膜癌(UCEC)、肾细胞癌(RCC)、OV和BRCA(图1D)中显著升高。TEHPA数据库显示UBE2T的细胞质和核分布(图1E)。
二、UBE2T对泛癌预后的影响
1.使用Kaplan-Meier生存分析法研究UBE2T在不同肿瘤类型中关于OS、DSS、DFI和PFI的临床相关性(图2A)。进一步进行单因素Cox回归分析以评估UBE2T与预后的关系(图2B-E)。
三、UBE2T调控的肿瘤相关细胞过程
1.UBE2T与细胞周期、DNA修复、增殖、DNA损伤、侵袭、EMT、缺氧、转移、分化、静止、血管生成在多种肿瘤中相关,特别是细胞周期和增殖,其中细胞周期与多种肿瘤显著相关(图3A)。
2.在LUAD上的两个单细胞RNA-Seq数据集中,UBE2T与细胞周期密切相关(图3B)。
3.在TCGA-LUAD队列中交叉1056个细胞周期基因和24250个UBE2T相关基因(图3C),作者获得了889个UBE2T相关细胞周期基因(Ur CCG)。(图3D)
四、WGCNA和LASSO Cox回归分析对LUAD亚群的识别和评价
1.去除11个样品后,选取503个样品构建889个基因的WGCNA共表达模块(图4A)。将模块与临床特征相关,发现绿松石模块与临床分期和生存状态最显著相关。(图4B-D)
2.作者通过LASSO回归构建了8个基因的风险评分模型。ROC显示8个基因特征的风险评分具有预测准确性(图4E)。森林图表现出单变量分析的基因。(图4F)。Timer2.0网络工具揭示了这八个基因与关键免疫细胞浸润的关联(图4G)。
五、一致性聚类法识别和评价LUAD亚群
1.作者使用889 个UBE2T相关的细胞周期基因,基于一致性聚类,获得四个亚型指定为G1-G4(图5C)。
2.Kaplan-Meier曲线显示G3组与最佳预后相关,而G2和G4组的生存概率较低(图5D)。主成分分析(PCA)图显示四种亚型相互独立(图5E)。此外,与预后较差的G2和G4亚型相比,预后较好的G3亚型UBE2T表达下调(图5F)。ICGC队列中也获得了一致的预测结果,证明预后模型的可行性(图5G,H)
3.预后良好的G3亚型始终占临床分期的主导地位I(图5I)和M0(图5J)中的一部分。与G2和G4亚组相比,G3亚组的癌症生物标志物水平较低(图5K),G3组的预后特征衍生风险评分低于G2和G4组(图5L)。
六、四种亚型之间不同的肿瘤相关状态
1.与G3组相比,G2和G4组在肿瘤相关信号通路,包括细胞周期、自噬、错配修复和MTORC1信号通路上的富集分数较高,但在B细胞受体和p53信号通路上的富集分数较低(图第6A-K)。
2.预后不良的G2和G4亚型的EMT评分显著高于预后良好的G3亚型(图6L)。G3和G4亚型具有较高水平的辅助性T细胞1型免疫反应、自然杀伤细胞分化、α—βT(αβT)细胞的活化和活化诱导的T细胞死亡(图6M–P)。
七、亚型与肿瘤免疫微环境的关系
G3和G4表现出较高的免疫干扰(图7A和图7B),但肿瘤纯度低于G2(图7C)。G3和G4亚型患者相对G2亚型患者存在更多的免疫细胞感染(图7D,E)。
八、亚型与免疫治疗敏感性的关系
1.在TCGA-LUAD队列中检测到47个免疫检查点(ICPs)相关基因,其中39个(83%)基因在TCGA队列中存在亚型之间的差异表达(图8A)。BTLA、CD160、CD200、CD200、CD244、CD27、CD28、CD28.1、CD40、CD44、CD48、CD80、CD86、HAVCR2、LAIR1、LGALS9、TNFRSF14、TNFRSF4、TNFSF18和VTCN1在LUAD中G3、G4亚型的表达明显高于G2亚型。26个(92.9%)免疫原性死亡(ICD)基因在亚型间有差异表达(图8B)。
2.G3和G4亚组的immunophenoscore (IPS)明显高于G2亚组(图8C)。基于IPS,G3和G4亚群倾向于对抗PD1/PDL1/PDL2抗体或抗CTL A4抗体或这两种药物的组合有反应(图8D-F)。MSH2、MSH6和PMS2在G2亚型患者中的表达水平显著高于G3和G4亚型患者(图8G-J)
研究总结:本研究发现了UBE2T是一个关键的癌基因。此外,UBE2T相关的细胞周期基因可以将LUAD队列分为四个亚组,在生存率、免疫细胞浸润和免疫治疗敏感性方面有显著差异。研究结果表明,UBE2T可以作为一个癌症治疗中的生存和免疫治疗的治疗靶点和预测因子。