生信分析结合湿实验验证研究子宫内膜癌预后相关基因
今天跟大家分享的是2021年5月发表在 Cancer Cell International IF:4.175）上的一篇文章，主要是基于TCGA数据集和MsigDB数据库使用随机森林，LASSO算法和PPI网络筛选子宫内膜癌（EC）具有预后价值的基因LPCAT1并进行实验验证。此外，使用ssGSEA分析LPCAT1与肿瘤免疫浸润的相关性。文章分析流程图如图1所示。生信热点关注
Elevated expression of LPCAT1 predicts a poor prognosis and is correlated with the tumour microenvironment in endometrial cancer
LPCAT1高表达与子宫内膜癌预后不良和肿瘤微环境的相关性
图1 流程图
1.数据获取
下载TCGA-UCEC队列的552例EC样本和35例正常样本的转录组数据和临床特征。从MsigDB数据库下载GPL相关基因集。
2.鉴定GPL相关的差异表达基因
作者对TCGA-UCEC队列进行差异分析，鉴定到了23个GPL相关的差异表达基因。使用单因素Cox回归鉴定预后相关基因，最终得到11个与预后有关的GPL相关差异表达基因（图2）。
图2 鉴定预后有关的GPL相关DEGs
3.随机森林，LASSO分析和PPI分析
作者采用随机森林和LASSO两种机器学习的方法进一步筛选关键基因。其中LASSO算法得到9个基因，而随机森林算法得到10个基因。使用Cytoscape构建PPI网络。随后，对随机森林，LASSO算法和PPI网络取交集。最终，得到4个基因，分别为PLA2G2F, PLA2G2A, LPCAT2和LPCAT1（图3）。生信热点关注
图3 LASSO分析，随机森林和PPI网络
4.LPCAT1表达水平与EC微环境有关
为确定免疫打分和基质打分与GPL相关基因表达水平的相关性，作者根据PLA2G2F, PLA2G2A, LPCAT2和LPCAT1的表达水平中位数将TCGA-UCEC队列分为高表达组和低表达组。根据ESTIMATE分析作者发现，LPCAT2和PLA2G2F高表达组和低表达组的免疫打分和基质打分没有显著差异，而LPCAT1低表达组的基质打分显著高于高表达组（图4）。结果表明，LPCAT1表达水平与EC微环境有关。
图4 LPCAT1表达水平与EC微环境的关系
5.LPCAT1表达水平与患者总生存期，肿瘤分级和组织学类型的关系
作者发现LPCAT1在子宫内膜癌组织的表达水平较高，KM生存分析表明LPCAT1高表达患者的OS，PFI和DSS低于LPCAT1低表达患者，LPCAT1表达水平与肿瘤分级正相关，LPCAT1在浆液性EC组织中的表达水平较高。ROC曲线的结果也表明，LPCAT1的预后预测准确性较高（图5）。
图5 LPCAT1表达水平分析
6.沉默LPCAT1表达可以抑制子宫内膜癌细胞增殖
为验证LPCAT1在EC中的表达情况，作者对25例肿瘤样本和11例正常样本进行免疫组化。结果表明，LPCAT1在肿瘤样本的表达水平显著较高。使用MTT实验沉默LPCAT1，结果显示沉默LPCAT1可以抑制EC细胞增殖。随后，作者根据LPCAT1表达水平中位数将患者分为高表达组和低表达组并进行差异分析并对DEGs进行GO和KEGG富集分析（图6）。
图6 LPCAT1实验验证和差异分析
7.LPCAT1表达水平与TICs比例的相关性
作者使用ssGSEA算法分析LPCAT1表达水平与免疫组分的相关性。有15中TICs与LPCAT1表达水平显著相关。其中，活化CD4 T细胞、效应记忆CD4 T细胞、记忆B细胞和T辅助性细胞与LPCAT1表达呈正相关，激活B细胞、激活CD8 T细胞、自然杀伤细胞、CD4 T细胞、效应记忆CD8 T细胞、嗜酸性粒细胞、巨噬细胞、肥大细胞、MDSCs、单核细胞和T滤泡辅助细胞与LPCAT1表达呈负相关。这些结果表明LPCAT1表达水平与TME免疫活性有关。免疫检查点分析结果表明LPCAT1高表达组和LPCAT1低表达组与ICGs表达水平具有显著差异（图7）。这些结果表明LPCAT1可能有助于评价EC的免疫治疗反应。
图7 LPCAT1表达水平与TICs比例的相关性
小结
这样，这篇文章的介绍就完成了，是不是还挺简单的？我们来简单总结一下这篇文章，作者首先对EC样本和正常样本进行差异分析并与GPL相关基因取交集鉴定GPL相关的差异表达基因。然后，根据单因素Cox分析，随机森林，LASSO分析和PPI网络筛选与预后有关的CPL相关基因。最终，确定了LPCAT1的表达水平与EC预后有关。随后，作者围绕着LPCAT1进行生存分析，免疫细胞比例分析和实验验证。作者的研究结果表明LPCAT1可以作为一种新的治疗靶点。这篇文章的分析思路还挺简单的，文章的亮点在于作者对筛选到的关键基因进行了实验验证，值得我们学习。生信热点关注
