江山代有才人出！本科生发Molecular Cancer（IF27.7）！一起观摩基于11,093例样本的多组学如何登上顶刊！

文摘 2024-11-01 10:00 上海

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这篇文章生信分析部分的占比很大，用到的分析也是常见的，团队基于来自TCGA数据库的11,093例患者的多组学数据，首次揭示SWI/SNF染色质重塑复合物的在泛癌中的多组学景观。该研究获得了国家自然科学基金和广东医科大学重点学科建设项目的资助。这应该就是那批获得国自然资助的本科生吧，博士生们羡慕了么？别羡慕了，抓紧行动起来吧！如果担心这么大的数据量自己的电脑不给力，可以试用大海哥这里稳定高速的服务器，可以让你的分析畅通无比！不会分析？不要紧，交给大海哥，专业的团队为你保驾护航！

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题目：SWI/SNF染色质重塑复合体相关基因作为泛癌潜在生物标志物和治疗靶点的评估

杂志：Molecular Cancer（IF 27.7）

发表时间：2024.8

研究背景

最近的研究发现，编码SWI/SNF染色质重塑复合物（SCRC）亚基的基因异常表达和突变的发生率非常高。然而，SWI/SNF基因的异常表达和突变的致癌作用直到最近才被认识到，导致对这些修饰的理解相对有限。在本研究中，作者综合分析了泛癌中SCRC相关基因（SCRGs）的表达差异、体细胞突变、潜在的生物学途径、基质或免疫细胞浸润以及药物敏感性。此外，还评估了肾透明细胞癌（KIRC）中SCRGs的进化趋势、预后特征和免疫治疗反应。

数据来源

从TCGA数据库中提取多组学数据，包括来自33种癌症类型的11093个样本，以评估SCRGs的表达水平。

研究思路

研究结果

研究SCRGs中基因表达差异、遗传改变、免疫浸润、信号通路影响以及对药物的反应

SCRGs mRNA水平在13种肿瘤类型中表现出相当大的波动（图1A）。具体来说，大多数SCRGs在BRCA、GBM、KIRC、LUAD、LUSC和STAD肿瘤亚型中具有显著的差异表达（图1B）。此外，采用Cox比例风险回归模型的生存分析表明，SCRGs的表达与几种类型肿瘤的预后，特别是LGG和KIRC之间存在实质性的相关性（Fig. 1C）。除表达谱外，前5位突变频率分别为ARID1A（26%）、PBRM1（13%）、ARID2（13%）、SMARCA4（12%）和ARID1B(11%)（图1D）。

SCRGs的表达与基质评分、免疫评分和ESTIMATE评分呈正相关，而与肿瘤纯度呈负相关（图1E）。免疫细胞浸润显示，SCRGs与免疫炎性细胞如CD8 naïve细胞、B细胞和CD4 T细胞呈正相关，而与免疫抑制细胞如巨噬细胞、DC细胞和NK细胞呈负相关（图1F）。

KIRC中肿瘤细胞的进化和SCRGs预后特征的构建

根据上述分析，KIRC和LUSC被确定为两种肿瘤类型之一，具有最高数量的SCRGs改变（图1A）。因此，选择KIRC作为以下分析的代表性肿瘤类型。进一步从KIRC的单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据（GSE159115）中鉴定出9种细胞类型和10个亚群。富集分析显示，SCRGs在肿瘤细胞簇1、3和7中高度富集，而在肿瘤细胞簇0、4和9中富集较少（图2A）。伪时间分析显示，KIRC肿瘤细胞进化为三个分支，从状态1（主要由1、3、7组成）开始，到状态3（主要由2、5、6组成）和状态2（主要由0、2、4、8、9组成）（图2B）。状态1中SCRGs的富集水平显著高于其他两个分支，而状态3则高于状态2（图2C）。

肿瘤中SCRGs的异常模式与预后密切相关。基于在KIRC中差异表达的21个SCRGs，通过多变量Cox回归分析开发了由11个筛选的预后SCRGs组成的KIRC预后特征。该特征为每个个体产生风险评估，并根据中位数结果将其分类为“高风险”或“低风险”。ROC曲线显示了预后特征的可靠性，1、5和10年生存期的AUC值分别为0.75、0.75和0.85（图2D）。Kaplan-Meier （K-M）生存曲线经log-rank检验显示，低危患者比高危患者生存时间更长（图2E）。为了进一步改善KIRC的预后，创建了一个结合风险组和临床表型的nomogram（I - IV）（图2F）。接下来，采用这些预后参数的nomogram显示侧位、年龄、风险组、T分期和分期对于KIRC总生存期（OS）预测很重要（图2G）。折线图内部验证的校准图显示，预测概率与1、5和10年OS的实际观测值之间非常吻合（图2H）。nomogram提高了预后特征的预测准确性，1年、5年和10年的AUC值分别为0.87、0.82和0.85（图2I）。高危组LAG3、CTLA4、CD28、PDCD1、LMTK3、CD40和TIGIT免疫检查点水平升高，而SIGLEC15、HAVCR2、PDCD1LG2和CD274没有差异（图2J）。TIDE评分也显示，与低风险组相比，高危组得分更高，这表明免疫逃逸更多，免疫治疗反应更差（图2K）。

实验验证

通过定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR），在两种KIRC肿瘤细胞系（786-O和Caki-1）和正常人肾近端小管上皮细胞（HK-2）中评估了从KIRC预后特征中鉴定出的11个预后基因的转录水平。

此外，使用CCK-8测定法评估了两种市售药物FK866和甲磺酸Ispinesib的细胞毒性作用。FK866和甲磺酸Ispinesib对786-O和Caki-1细胞均表现出细胞毒性作用。值得注意的是，甲磺酸Ispinesib对两种肿瘤细胞系表现出很强的细胞毒性，且呈剂量依赖性。这表明本研究的药物预测分析是可靠的，为临床找到个性化的药物选择提供了一种有效的方法。

文章小结

研究对SCRGs在泛癌中的表达差异、体细胞突变、潜在生物途径、基质或免疫细胞浸润以及药物敏感性进行了全面分析。并通过qRT-PCR和CCK-8实验验证了识别的11个预后基因的表达水平，以及两种市售药物对KIRC的细胞毒性，增加了结果的可靠性。

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