基于生物信息数据库分析HAPLN3基因在肾透明细胞癌(ccRCC)中的表达、预后价值及免疫特征

来源 :贵州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jasonmcp
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目的:基于癌症基因组图谱(Hyaluronan and proteoglycan binding link protein gene family 3,TCGA)、基因型-组织表达(Genotype-Tissue Expression,GTEx)、免疫浸润分析(Tumor Immune Estimation Resource,TIMER)等多个公共数据库,对透明质酸和蛋白多糖结合的链接蛋白基因家族成员3(Hyaluronan and proteoglycan binding link protein gene family 3,HAPLN3)在肾透明细胞癌(Clear cell renal cell carcinoma,ccRCC)中的表达、预后价值及免疫特征相关性分析。方法:首先通过TCGA、GTEx数据库对HAPLN3的m RNA表达水平进行泛癌分析。利用TCGA数据库获取了ccRCC的m RNA数据和相应的临床信息,使用R软件分析HAPLN3在ccRCC中差异表达,并观察HAPLN3在ccRCC不同组织学亚组WHO/ISUP分级III级(G3组)和IV级(G4组)之间的差异表达,研究HAPLN3对ccRCC生存期影响以及G3、G4亚组间生存差异。单因素和多因素Cox回归分析用于评估HAPLN3和五个主要因素,包括年龄、p T分期、p N分期、p TNM分期、WHO分级与总体生存期关系。基于TIMER数据库分析了HAPLN3与多种免疫细胞亚型浸润水平的相关性。通过基因共表达分析评估HAPLN3与各种免疫相关基因的关联性。通过免疫检查点分析和肿瘤免疫功能障碍和排除(Tumor Immune Dysfunction and Exclusion,TIDE)评分比较G3和G4亚组之间免疫治疗的差异。最后应用基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)来研究HAPLN3在ccRCC中的潜在免疫通路。构建人肾透明细胞癌细胞株OS-RC2、ACHN与人肾皮质近曲小管上皮细胞株HK-2,通过WB观察HAPLN3蛋白在肾癌细胞与正常细胞的差异表达。结果:泛癌分析发现HAPLN3在既往已有文献报道过的乳腺癌、前列腺癌、皮肤黑色素瘤等多种肿瘤组织与其正常组织中确实存在差异表达,并发现HAPLN3在c c RCC与正常组织之间表达也存在差异表达,其中在肾透明细胞癌中HAPLN3基因的表达量明显高于正常肾脏组织(P<0.001)。而在不同WHO分级的ccRCC中,HAPLN3m RNA表达在G4组显著高于G3组(P<0.01)和正常肾脏组(P<0.001)。Kaplan-Meier生存曲线显示高表达的HAPLN3在ccRCC中总体生存期、无进展生存期、疾病特异性生存期(P<0.05)。也得出类似的有统计学意义的结果。单因素、多因素Cox回归分析来构建预后模型,评估HAPLN3和主要的临床因素,最后发现HAPLN3高表达、高龄、高p TNM分期、高Grade分级是患者不良预后因素。进一步分析免疫相关性,通过XCELL算法发现HAPLN3在ccRCC中的表达与免疫评分、基质评分、肿瘤微环境均密切相关(P<0.001)。TIMER算法发现高表达的HAPLN3基因与树突状细胞、中性粒细胞、B细胞、CD8 T+细胞、巨噬细胞以及CD4+T细胞的浸润均呈正相关(P<0.05)。随后在进一步的免疫细胞亚型浸润相关性评估中,我们发现HAPLN3表达与多种T细胞亚型相关,并与活化NK细胞、巨噬细胞M1等免疫细胞亚型呈正相关(P<0.001)。在ccRCC的不同亚型的免疫检查点相关性分析中发现CTLA4、LAG3、PDCD1、TIGIT在G4组表达更高,并且G4期的ccRCC患者的免疫检查点阻断TIDE评分更高(P<0.001)。而HAPLN3在基因共表达中也与多种免疫基因呈正相关(P<0.01)。GSEA富集分析显示HAPLN3与多个免疫相关通路显著富集,包括细胞因子受体相互作用,NK细胞介导的细胞毒性、趋化因子信号通路、自身免疫性甲状腺疾病、JAKSTAT信号通路、粘附分子cam、造血细胞系、T细胞受体信号通路、原发性免疫缺陷、B细胞受体信号通路、MAPK信号通路、TOLL样受体信号通路、Notch信号通路、癌症相关通路、wnt信号通路等。通过对肾癌细胞株进行免疫印迹试验发现,HAPLN3表达水平在OS-RC2、ACNH肾癌细胞株中要明显高于HK-2正常肾脏细胞株。结论:基于生物信息数据库,HAPLN3在ccRCC中表达上调、并与组织学分级相关,可能是ccRCC患者的独立预后标志物,并具有作为免疫治疗靶点潜在价值。
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