最新8+ 单基因泛癌+实验验证,不过时的万金油套路

2022-10-28  本文已影响0人  生信小课堂

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研究概述
近年来,全球癌症患者的死亡率呈现出明显的增长趋势。目前,泛癌研究已广泛用于识别肿瘤分子标志物和信号通路,以更全面深入地了解肿瘤发生和发展的分子机制。AHSA1是热休克蛋白90(Hsp90)唯一的ATP酶激活剂,在调节Hsp90的分子伴侣循环和蛋白质折叠中起关键作用,可以促进一些癌症相关蛋白质的折叠、成熟和转运,并介导肿瘤细胞发生侵袭、增殖和凋亡等。在这项研究中,作者分析了AHSA1在泛癌中的异常表达,探讨了AHSA1表达与肿瘤预后、免疫细胞浸润、肿瘤突变负荷(TMB)、微卫星不稳定性(MSI)及多种通路相关分子之间可能存在的关联,并结合细胞和组织标本验证了AHSA1在肝细胞癌中的表达和潜在功能。

研究结果
一、AHSA1在泛癌中的表达
**1、根据TCGA数据库中33种肿瘤的RNA-seq数据评估AHSA1在泛癌中的mRNA表达。结果显示,AHSA1在正常胆管组织中的表达水平较低,而在睾丸生殖细胞肿瘤组织中的表达水平较高。与相应的癌旁组织相比,AHSA1在BLCA、BRCA、CHOL、COAD、ESCA、HNSC、KICH、LIHC、LUAD、LUSC、READ、STAD、PRAD、UCEC肿瘤组织中的表达相对较高(下图A)。2、配对比较分析结果显示,AHSA1在BLCA、BRCA、CHOL、COAD、ESCA、HNSC、LIHC、LUAD、LUSC、PRAD、READ、STAD肿瘤组织中过表达(下图B)。

二、AHSA1在泛癌中的预后价值1、Kaplan-Meier生存分析结果表明,AHSA1高表达在LIHC、LUAD、ESCA和KIRP患者中提示预后较差(下图A-D)。1、在LIHC、LUAD、ESCA和KIRP肿瘤患者中,异常高表达的AHSA1与较差的DSS密切相关(下图E-H)。

**三、AHSA1表达与肿瘤微环境
**1、使用TIMER数据库评估AHSA1表达与免疫细胞浸润之间的相关性。结果表明,AHSA1与多种肿瘤的CD4+Th1、CD4+Th2和MDSC细胞呈显著正相关,与LIHC中的B细胞、CD4+T细胞、CD8+T细胞和髓系树突状细胞呈显著正相关(下图A)。
2、分析AHSA1表达与免疫检查点抑制剂之间的相关性。结果表明,AHSA1与LIHC、THCA和THYM中的多个免疫检查点呈显著正相关,与ACC、BRCA、GBM、HNSC、LUSC、LGG和PRAD中的多个免疫检查点呈显著负相关,与LIHC、THCA和TGCT中的CD274、CD276和CTLA4呈显著正相关(下图B)。
3、分析AHSA1表达与EMT相关分子表达之间的联系。结果显示,AHSA1表达与LIHC、KIRC和UVM中的EMT相关分子之间呈显著正相关,与MMP2、CCL2、CFH和CYP1B1呈显著负相关(下图C)。


4、研究AHSA1表达与细胞焦亡相关分子之间的相关性。结果表明,AHSA1与BRCA、LGG、LIHC、PRAD和THCA中的焦亡相关分子呈显著正相关(下图A)。5、讨论AHSA1表达与自噬相关分子之间的相关性。结果显示,AHSA1与BRCA、COAD、LIHC、LUAD、PAAD、PRAD和TGCT中的自噬相关分子呈显著正相关(下图B)。

6、观察AHSA1表达与TMB和MSI之间的关联。结果表明,AHSA1在CESC、COAD、HNSC、KIRC、LUAD、STAD和UCS中与TMB密切相关(下图C-D)。

**四、分子相互作用网络和富集分析

**1、利用GeneMANIA和comPPI分析与AHSA1相互作用的分子。结果显示,AHSA1与AMD1、HSP90AA1、DNAJB4和HSP90AB1具有潜在相互作用,主要功能包括蛋白质折叠、DNA生物合成和活性氧代谢等(下图A)。
2、利用ssGSEA算法预测AHSA1表达与HCC中24种免疫细胞浸润水平的关系。结果表明,AHSA1在HCC中与T辅助细胞、Th2细胞、巨噬细胞和iDC呈正相关,与细胞毒性细胞和树突状细胞呈负相关(下图B)。
3、对从GeneMANIA获得的与AHSA1相互作用的分子进行GO和KEGG富集分析。结果表明,这些分子主要富集在细胞粘附、钙粘蛋白结合、泛素-蛋白连接酶结合、应激蛋白结合、热休克蛋白结合和Hsp90蛋白结合中(下图C)。

4、生物过程富集分析表明,这些分子主要参与RNA分解代谢、mRNA分解代谢过程、蛋白质靶向和蛋白质折叠等;KEGG分析表明,这些分子主要参与核糖体、RNA转运、剪接体和HIF-1α信号通路等(下图D)。此外,作者还构建了GO和KEGG之间的交互关系网络(下图E)。

**五、AHSA1在肝细胞癌中的临床相关性分析
**1、在肝细胞癌(HCC)中分析AHSA1表达与临床分期之间的关联。结果表明,AHSA1在较高的病理阶段(下图A)、T阶段(下图B)和组织学分级(下图C)中表达水平较高。同时,AHSA1表达还与AFP表达水平和血管侵袭状态有关(下图D-E)。
2、通过ROC分析AHSA1对HCC总生存率的预后评价效果。结果表明,AHSA1在HCC中表现出良好的预后评价性能(下图F)。
3、通过单因素和多因素COX回归分析结合临床数据进一步评估AHSA1在HCC中的预后作用。结果表明,AHSA1是HCC的独立预后因素(下图G)。

4、构建基于AHSA1表达和病理分期的列线图(下图H),通过校准曲线评估HCC患者1、3、5年后预后评估模型的准确性。结果显示,列线图具有非常好的准确性,几乎接近理想模型(下图I)。

5、分析AHSA1在ICGC-LIRI-JP队列癌旁组织和肿瘤组织中的差异表达。结果显示,AHSA1在HCC肿瘤组织中表达较高(下图A-B)。生存分析结果显示,在ICGC队列中,AHSA1高表达的HCC患者的生存预后较差(下图C)。单变量和多变量COX分析显示AHSA1是HCC的独立预后危险因素(下图D)。

6、RT-PCR结果显示,AHSA1在HCC细胞中的mRNA表达水平较高(下图E);Western blotting实验结果显示,AHSA1蛋白在HCC细胞中的表达水平更高(下图F);免疫组化结果显示,AHSA1蛋白表达水平在HCC组织中更高(下图G)。

六、AHSA1对HCC细胞增殖、迁移和侵袭的影响1、构建3个AHSA1的shRNA敲除载体并转染到HUH7细胞中,其中SH2-AHSA1的敲除效率最高(下图A-B),将载体命名为shAHSA1。CCK结果显示,AHSA1敲低48小时后,细胞增殖能力明显降低(下图C)。2、细胞划痕试验结果显示,敲除AHSA1后,HUH7细胞的愈合能力明显减弱(下图D-E);Transwell实验结果显示,敲除AHSA1后,HUH7细胞的迁移能力(下图F-G)和侵袭能力(下图F-H)明显减弱。

3、通过RT-PCR和WB验证HCCLM3细胞中AHSA1的敲低效率(下图A-B);CCK8结果显示AHSA1敲低后显著抑制HCCLM3细胞增殖(下图C);划痕和transwell实验表明AHSA1敲低后显著降低了HCCLM3细胞的迁移/侵袭能力(下图D-E)。

总结
研究通过泛癌分析发现,AHSA1在许多肿瘤组织中表达上调,且与多种肿瘤预后、免疫细胞浸润、免疫检查点抑制剂、TMB和MSI密切相关。细胞实验证明,敲低AHSA1可以降低HCC细胞的增殖活性、细胞迁移和侵袭能力。本研究结果表明AHSA1有希望作为潜在的肿瘤预后生物标志物,并可能在HCC细胞的增殖和迁移中发挥重要作用。

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