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本文从投稿到接受不到两个月!
关于单基因泛癌分析,我们已经介绍了很多,也发了数篇8分+的文章,只不过由于保密的原因,我们不会进行宣传,只能讲解别人发的文章。
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研究概述:
中心体和纺锤体极相关蛋白(CSPP1)是一种中心体和微管结合蛋白,在细胞周期依赖性的细胞骨架组织和纤毛形成中发挥作用。目前还没有该蛋白相关的泛癌症分析。本研究系统地探讨了CSPP1的表达及其与诊断、预后和治疗相关的潜在临床结果。CSPP1与铁死亡和TME成分密切相关,有可能作为一种诊断和预后的生物标志物。CSPP1相关肿瘤的患者可能受益于基于铁死亡的药物治疗和免疫治疗。
研究结果:
一、CSPP1的异常表达可作为癌症的诊断性生物标志物
1、CSPP1广泛存在于机体各组织及细胞中,并在睾丸生殖细胞瘤(TGCT)、胃腺癌(STAD)和乳腺浸润性癌(BRCA)中高表达(图1A-C)。
2、TCGA数据集显示,CSPP1在10种癌症中显著上调,在5种癌症中下调(图1D)。
3、GTEx数据库中引入正常样本后,CSPP1在BRCA、胆管癌(CHOL)、结肠腺癌(COAD)、DLBC等癌症类型中表达增加,但在肾上腺皮质癌(ACC)、宫颈鳞状细胞癌和宫颈内膜腺癌(CESC)、肾透明细胞癌(KIRC)等类型中表达降低(图1E)。
4、使用Oncomine数据集进行验证发现,在大多数癌症类型中,CSPP1的表达显著升高,但在膀胱癌和肾癌中其表达降低(图1F)。
5、ROC曲线表明,CSPP1在多种癌症类型中ACC的诊断值为中位数或高(图1g,H),提示,异常的CSPP1表达可作为癌症的诊断生物标志物。
二、涉及基因改变、DNA甲基化和miRNAs的CSPP1失调机制
1、使用cBioPortal进行遗传变异研究,发现在这26种癌症类型中,21种包含突变,21种有CNAs,CSPP1与CNAs呈正相关(图2A-B)。
2、BRCA、HNSC和READ中CSPP1表达上调其甲基化程度减少,而KIRC和LUSC中CSPP1表达下调伴随着甲基化水平增加(图2c-D)
3、miRNAs也在调节mRNA表达,使用ENCORI分析发现,这些miRNAs在除ACC外的大多数癌症中都被发现。CSPP1的上调与BRCA中miR-221-3p和miR-377-3p的下调相关,而在STAD中miR-145-5p和miR-125b-5p的下调相关。同时,KICH中miR-222-3p、KIRC中miR-425-5p、miR-725-5p、miR-221-3p、miR-222-3p、miR-340-5p、miR-150-5p、LUAD中miR-1-5p、miR-708-5p、LUSC中miR-135b-5a-5p、THCA中miR-221-3p、miR-222-3p和UCEC中miR-271-3p的上调可能影响CSPP1下调,这些上调或下调的因素均与患者的OS、DSS相关。(图2E-H)
三、CSPP1在Ser424位点磷酸化可能在肿瘤发生中发挥作用
1、在BRCA、GBM、HNSC、KIRC、LIHC、LUAD、OV、PAAD和UCEC等数据集中,LIHC、PAAD和UCEC的CSPP1蛋白表达较正常组织显著升高,而BRCA和HNSC的CSPP1蛋白表达显著降低(图3a)
2、翻译后修饰(PTM)是蛋白活性相关的关键分子机制。在不同癌症类型中,磷酸化位点也不尽相同,本文研究表明CSPP1特定位点的磷酸化可能在肿瘤发生中发挥作用,特别是在Ser424位点(图3b,C)。
四、CSPP1与多种癌症的临床特征和预后相关
1、READ、ACC和KICH中CSPP1过表达与晚期病理分期显著相关,HNSC和LIHC中晚期组织学分级显著相关;然而,KIRC中CSPP1高表达与低组织学分级相关(图4A-D)
2、在BRCA、COAD、ESCA、LGG、LIHC、READ、LUSC和UCEC中,CSPP1的分子亚型表达有显著差异(图4E,F)。
3、Cox回归分析表明,在CSPP1上调的癌症中,CSPP1过表达与LGG和LIHC中不良的OS、DSS和PFI相关。在CSPP1下调的癌症中,CSPP1表达的降低与ACC中良好的OS、DSS和PFI相关(图4G)。单因素Cox回归分析进一步表明CSPP1与不良预后相关。此外,多变量Cox回归分析证实,CSPP1过表达是一个与OS、DSS和PFI相关的独立因素(图4G-I)。
4、基于多变量Cox回归分析,建立了列线图预测模型证实,CSPP1是LGG生存的独立危险因素。(图4J-K)
五、功能富集表明CSPP1可能与LGG中的铁死亡和TME有关
1、将LGG患者分为CSPP1高表达组和低表达组,共鉴定出14个上调基因和67个下调基因(图5A-B)
2、采用GO和GSEA分析方法研究CSPP1的功能机制发现,CSPP1相关的DEGs富集于(i)CCs:突触前、突触前、转运囊泡和突触膜;(ii)MFs:被动跨膜转运体活性、通道活性和底物特异性通道活性;(iii)BPs:信号释放、突触中囊泡介导的突触转运和转运体活性的调节(图5C)
3、GSEA分析发现,CSPP1相关的DEGs与细胞周期相关通路、癌症相关通路、EMT和炎症反应呈正相关,同时与KRAS信号DN、铁垂病相关的代谢通路呈负相关。对于GO和KEGG基因集,CSPP1相关的DEGs与细胞周期相关通路,癌症相关通路呈正相关。(图5D)
六、CSPP1在LGG和其他癌症类型中异常调节铁死亡
1、CSPP1高表达组中TP53和ATRX突变频率较高,CIC、FUBP1、NOTCH1、IDH2和ZBTB20突变频率较低(图6a,B)。
2、CSPP1与大多数铁死亡驱动基因(FAGs)呈正相关,但与铁死亡抑制基因(FTL)的呈负相关(图6c)。
3、在CSPP1表达上调的癌症中,CSPP1与LAML患者的铁死亡评分呈正相关,而BRCA、GBM、LGG、LIHC和THYM患者则呈负相关。在CSPP1下调的癌症中,ACC和LUAD呈正相关,而KIRC、OV和PRAD呈负相关(图6D)。
4、将这些肿瘤样本进一步分为CSPP1高表达组和低表达组,并进一步比较两组间的铁死亡评分,作为一种抗肿瘤机制,铁死亡在泛癌中整体被抑制(图6E)
七、CSPP1相关肿瘤在不同的TMEs中浸润,提高了ICB对特定癌症的治疗效果
1、CSPP1与癌症中的大多数免疫细胞呈负相关,但与辅助细胞、中央记忆T(Tcm)和辅助细胞2(Th2)呈正相关。在大多数癌症中,CSPP1与基质评分、免疫评分和估计评分呈负相关,而在LGG中与这些评分呈正相关(图7a)。
2、在大多数癌症中,CSPP1与MHC呈负相关,与免疫刺激剂和免疫抑制剂呈正相关,并且,CSPP1在多种肿瘤中与免疫检查点呈正相关(图7B-C)
3、CSPP1在LGG、STAD、PRAD中与TMB呈正相关,而在COAD、LIHC、THCA、UCEC中与TMB呈负相关;CSPP1与MSI之间的相关性。LGG、READ、STAD、LUAD、LUSC呈正相关,而DLBC呈负相关(图7D)。
4、在CSPP1上调的癌症中,CSPP1高表达组的TIDE评分较低,CSPP1低表达组的LIHC的TIDE评分较低;在CSPP1下调的癌症中,CSPP1高表达组的TIDE评分较低(图7E-F)。
研究总结:
CSPP1广泛存在于组织和细胞中,其异常表达可作为癌症的诊断生物标志物。CSPP1的失调涉及基因改变、DNA甲基化和miRNAs的多维机制。CSPP1特定位点的磷酸化可能在肿瘤发生中发挥作用。此外,CSPP1与多种癌症的临床特征和预后相关,功能富集分析表明,CSPP1可能在铁死亡和肿瘤微环境(TME)中发挥作用,。进一步的分析证实,CSPP1在LGG和其他癌症中调节铁死亡,这使得基于铁死亡的药物有可能用于治疗这些癌症。此外,CSPP1与肿瘤浸润相关的TME有关。该研究首次证明了CSPP1是一种与铁死亡和TME相关的潜在诊断和预后生物标志物,为特定癌症的药物治疗和免疫治疗提供了新的靶点。