幽门螺杆菌感染的胃癌肿瘤干细胞特征及与免疫浸润相关的预后生物标志物分析

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目的:我国每年胃癌(Gastric Cancer,GC)新发病例约占全球发病病例的一半,是高发国家。幽门螺杆菌(Helicobacter Pylori,H.Pylori)感染与GC的发生发展密切相关。肿瘤干细胞(Cancer Stem Cells,CSCs)在肿瘤的生存、增殖、转移和复发中发挥着重要作用。然而,CSCs与伴有幽门螺杆菌感染的胃癌(Helicobacter pylori positive gastric cancer,H.Pylori(+)GC)之间作用机制尚不清楚。同时,肿瘤微环境(Tumor Microenvironment,TME)中的免疫浸润对CSCs及H.Pylori(+)GC的影响也值得探讨。在现有的GC研究的基础上,通过生物信息学分析进一步认识探讨GC的发生发展机制仍然具有极大的意义。研究方法:为了探讨影响GC干细胞特征的关键基因,本研究从癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)下载408例GC组织与30例癌旁组织的RNA-seq和临床信息。使用肿瘤纯度对以m RNA表达为基础的干细胞指数(m RNA expression-based stemness index,m RNAsi)进行校正,分析m RNAsi与H.Pylori(+)GC临床特征的相关性。应用加权基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis,WGCNA)识别与m RNAsi相关的重要模块和关键基因,对关键基因进行功能及富集分析。利用Oncomine和GEPIA等数据库对关键基因进行了一系列表达验证。利用Kaplan-Meier数据库探究GC淋巴结转移对关键基因及临床预后的影响。最后,通过TIMER和GEPIA对关键基因表达与GC免疫浸润过程进行探索。结果:1.H.Pylori(+)GC组织的校正后m RNAsi显著高于正常组织。T期和N期的临床特征与m RNAsi高度相关。2.WGCNA显示紫色模块是与m RNAsi最显著相关的模块,其中的关键基因在肿瘤免疫方面发挥着重要作用,主要参与调控Jak-STAT信号通路、Th17细胞分化通路等。3.这些关键基因与GC中CD8+T细胞、CD4+T细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞的免疫浸润高度相关。发现28个基因与H.Pylori(+)GC的干细胞特征密切相关。其中13个基因与GC淋巴结转移有关,可能导致患者预后不良。结论:GC的干细胞特征与白细胞介素信号通路、细胞因子信号通路、Jak-STAT信号通路等有关,本研究为筛选抑制GC的干细胞特征的治疗靶点提供了新的思路,也为H.Pylori根除治疗和GC预防提供依据。
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