最新12.5分单基因生信！不要羡慕，这样的生信我能做一百篇！

影响因子：12.5

研究概述：肾细胞癌（RCC）是最常见的肾脏肿瘤类型，占所有肾癌病例的85%左右，且其全球发病率在过去几十年中一直在增加，成为泌尿系统癌症中年死亡率最高的类型。根据其不同的形态和驱动基因的变化，RCC至少被分为12个亚组，其中包括乳头状肾细胞癌（pRCC）、色素性肾细胞癌（chRCC）和透明细胞肾细胞癌（ccRCC），这三种类型共同占据了约90%的RCC病例。尽管健康检测和影像技术有所进步，但越来越多的RCC病例在早期被诊断，并且可接受根治性手术。然而，约有30%到40%的RCC病例会进展为转移性疾病，需要进行系统治疗。研究表明，大约20%至30%的患者在确诊时就已表现出转移症状，而五年总体生存率仅为12%。分子理解的进展导致了新型免疫治疗和靶向治疗的应用，显著改善了转移性肾细胞癌的预后。因此，转移性肾细胞癌的中位总体生存期从不足一年提高至四年以上。然而，肿瘤多样性与个性化治疗方法之间的持续困境在一定程度上阻碍了这些新药物的效果。因此，迫切需要识别新的生物标志物，以预测肾细胞癌的预后并优化治疗决策。CASZ1是一种转录因子，最初因其在神经命运决定及神经和心脏发育过程中的重要功能而被知晓。多项研究表明，CASZ1通过调控内皮细胞的收缩性和粘附性来促进血管的组装和形态发生。近期的研究强调了CASZ1在肿瘤发生中的重要性。它被认为调节T辅助细胞的可塑性，并在自身免疫炎症中发挥关键作用。一些研究表明，CASZ1的表达在ccRCC中下调，并与预后不良相关。因此，本研究作者旨在调查CASZ1的表达，分析其预后价值，并为ccRCC患者的治疗决策提供帮助。具体研究流程如下：

研究结果：

RCC显示CASZ1表达显著降低

首先，作者使用TCGA数据库的数据评估了CASZ1在肿瘤和正常组织中的差异表达。与相应的正常组织相比，所有三种主要亚型的RCC中CASZ1的表达显著降低，p值 < 0.001（图A）。作者使用来自GEO数据库的三个数据集验证了ccRCC肿瘤标本中的CASZ1表达模式：GSE53757（n = 72）、GSE40435（n = 101）和GSE66272（n = 26）（p值 < 0.001；图B）。随后，作者使用来自HPA数据库探究CASZ1在RCC及其邻近正常组织中的蛋白表达模式。通过免疫组化染色，作者发现，尽管在所有12个ccRCC肿瘤组织中未能检测到CASZ1蛋白，但在每三个正常组织的肾小管膜、细胞质和细胞核中均可见中等强度的CASZ1蛋白表达，且其阳性区域的比例为75%至25%（图C）。作者自己的组化实验结果表明大多数肿瘤组织区域未显示阳性表达（图D），且阳性区域的百分比明显低于邻近正常组织（图E）。接着，作者考察了多种临床病理特征，包括肿瘤分级（ISUP分级）、转移状态以及pT和pN分期等。根据RCC组织学类型分层分析，CASZ1的mRNA表达水平与临床病理特征呈现出反向相关（图F）。具体来说，在ccRCC中，CASZ1的表达与肿瘤分级（p < 0.0001）、转移状态（p < 0.01）以及pT分期（p < 0.01）呈反向关系。pRCC的pT（p < 0.01）和pN（p < 0.05）分期与CASZ1表达呈反向相关。在chRCC中，CASZ1的表达与pT分期呈负相关（p < 0.05）。最后，作者通过分析来自TCGA数据库的CASZ1 mRNA表达与总体生存期（OS）的关系，发现ccRCC中CASZ1低表达亚组的OS显著较差，与CASZ1高表达亚组相比存在显著差异（p=0.05）。然而，CASZ1的表达对pRCC和chRCC的OS没有影响（图G）。

CASZ1在ccRCC中的下调与高甲基化密切相关

作者通过TCGA数据库寻找调控CASZ1下调的DNA甲基化潜在功能。结果显示，KIRC和KIRP肿瘤组织的CASZ1 CpG聚集甲基化水平显著高于正常组织（p < 0.0001，图A）。此外，我们发现ccRCC中几种与DNA甲基化相关的酶的表达与CASZ1基因的表达之间存在良好的相关性，包括TET2（r = 0.439, p < 0.001）、TET3（r = 0.29, p < 0.001）和TET1（r = 0.182, p < 0.001）（图B）。既往文献报道TET家族酶具有氧化5-甲基胞嘧啶基团的能力，将其转化为5-羟甲基胞嘧啶，从而促进DNA去甲基化过程，使DNA分子更易于解开，便于转录因子的结合，并调控基因表达。因此，当这些酶的表达上调时，基因DNA甲基化修饰水平会下调，导致基因转录活性增强，从而上调基因表达。随后，作者使用TCGA项目中DNA甲基化芯片测序数据展示了甲基化水平与基因子区域之间的关系（图C）。作者获得了多条与CASZ1相关的探针，这些探针的甲基化水平较高，包括cg18236877、cg10053369、cg24293689、cg09179249、cg04896832、cg00925802、cg11222217、cg22853713、cg11732134、cg18271964、cg23670372、cg16926809和cg17158913（图C）。接着，作者展示了这些探针在肿瘤组织与正常组织之间的甲基化水平差异，并研究了这些探针的甲基化水平在ccRCC中CASZ1表达之间的关系（图D-E）。结果显示，所有探针的甲基化水平与333个ccRCC样本中的CASZ1基因表达呈负相关。其中，CpG岛相关探针cg04896832的负相关性最强（r = -0.68, p < 0.001），其次是cg18236877（r = -0.66, p < 0.001）、cg10053369和cg23670372（r = -0.62, p < 0.01）、cg11732134和cg17158913（r = -0.59, p < 0.001）、cg24293689（r = -0.58, p < 0.001）、cg11222217和cg22853713（r = -0.57, p < 0.001）、cg09179249和cg18271964（r = -0.56, p < 0.001）、cg00925802（r = -0.55, p < 0.001）、cg16926809（r = -0.54, p < 0.001）。最后，作者研究了这些探针的甲基化水平与预后之间的关系（图F）。结果显示，这些探针的高甲基化亚组（包括cg04896832（p < 0.0001）、cg00925802（p = 0.0038）、cg11222217（p = 0.0116）、cg18271964（p < 0.0171）和cg16926809（p < 0.0001））的预后明显差于低甲基化亚组。

基于不同CASZ1表达模式探讨ccRCC的潜在治疗策略

最后，作者探究基于不同CASZ1表达模式探讨ccRCC的潜在治疗策略。作者通过TCGA数据库分析比较了CASZ1低表达和高表达亚组中差异表达的基因（图A）。研究结果显示，CASZ1低表达亚组中有101个基因上调，3774个基因下调。KEGG通路和GO富集分析表明，CASZ1低表达亚组中大多数上调基因富集在“药物代谢-其他酶”和“补体及凝血级联”等通路中（图B）。此外，通过比较免疫浸润和评估免疫检查点的表达，作者研究了高CASZ1表达组与低表达组之间的免疫状态差异。作者的分析显示，CASZ1高表达亚组的CD8+初始T细胞比例更高，且与CASZ1低表达亚组相比，CASZ1高表达亚组的免疫检查点如CD274（p < 0.001）、PDCD1LG2（p < 0.001）、SIGLEC15（p < 0.001）和TIGIT（p < 0.05）表达水平更高（图C-D）。然后，作者使用TIGER工具分析了来自PD-1治疗数据集（RCC-GSE67501_anti-PD-1）。结果显示，反应良好的PD-1治疗患者的CASZ1表达水平显著高于反应差的患者（图E）。最后，作者研究了高低CASZ1表达亚组之间化疗反应的潜在差异。分析显示CASZ1低表达的ccRCC患者可能适合使用舒尼替尼和阿西替尼治疗（图F）。

研究总结：

这篇文章研究了肾细胞癌中CASZ1的表达及其潜在的临床意义，发现与正常组织相比，RCC肿瘤组织中的CASZ1表达显著降低，且低表达与较差的预后和不良的临床病理特征相关。此外，低表达亚组在T细胞浸润和免疫检查点的表达上也表现出差异，显示出对免疫治疗的潜在反应。进一步分析表明，CASZ1低表达患者对酪氨酸激酶抑制剂敏感性更高，提示低CASZ1表达可能是确定适合进行免疫治疗和靶向治疗的生物标志物。总之，这篇文章用了很简单的生信分析，发表在了分数不错的杂志上面，值得大家学习。