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最新8+单基因泛癌生信,单细胞测序结合Bulk,你值得拥有! #3151

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最新8+单基因泛癌生信,单细胞测序结合Bulk,你值得拥有! by 生信小课堂


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研究概述

癌症是全世界各个国家人口死亡的主要原因。CD147是一种重要的细胞表面糖蛋白,在多种细胞(肿瘤细胞、上皮细胞、癌症相关成纤维细胞、T细胞、外周单核细胞)上表达。CD147最初被确定为基质金属蛋白酶(MMP)的调节剂,在癌症治疗中发挥重要作用。同时,CD147可通过多种机制促进肿瘤进展,如重编程糖酵解代谢、诱导基质降解、促进肿瘤细胞侵袭和转移等。然而,CD147参与泛癌免疫和肿瘤进展的具体机制仍不清楚。


在这项研究中,作者使用泛癌RNA-seq数据探索了CD14731种癌症类型中的预后价值和免疫浸润程度。此外,作者还通过基因组变异分析和单细胞测序分析了CD147在肿瘤和基质细胞上的表达情况,并预测了基于CD147表达的免疫治疗反应和敏感的小分子药物。

 

流程图



研究结果

一、CD147在正常和肿瘤样本中的表达


下图A:作者利用GTEx数据集观察CD14731种正常组织中的表达水平。

 

下图B:利用CCLE数据集观察CD147在肿瘤细胞系中的表达水平。结果显示,CD14738种肿瘤细胞系中高度表达。

 

下图C:利用HPA数据集观察CD14743个肿瘤细胞系中的表达水平。结果显示,前5个富含CD147 RNA的细胞系是U-87U-2197NTERA-2HaCaTMCF7

 

下图D:利用TCGAGTEx数据集观察CD147在肿瘤组织和正常组织中的表达差异。结果显示,几乎所有癌症样本中的CD147表达水平均比正常组织显著上调。



二、CD147的预后价值


下图A-B:通过Kaplan-Meier分析研究CD147在泛癌中的预后价值。结果显示,CD147在预测许多肿瘤类型的总生存期(OS)(图A)和疾病特异性生存期(DSS)(图B)方面表现出显著价值。


下图CCD147高表达与BRCACHOLCOADHNSCLGGLIHCLUADSARCSKCMOS缩短相关。但是在ACCKICHKIRCKIRPUCEC中,CD147表达上升与OS延长相关。


三、CD147水平与免疫浸润


下图:作者应用6种算法量化免疫细胞,包括TIMER(图A)、EPIC(图B)、quantTIseq(图C)、MCP-counter(图D)、CIBERSORTxCell

结果表明,在BRCAKIRCKIRPPRADSKCM中,CD147高表达与CD4+T细胞、CD8+T细胞、中性粒细胞、B细胞和巨噬细胞保持显著正相关。而在BLCABRCACOADGBMKIRCPRADLIHCPRADLUADSTADSKCM中,CD147高表达与M1M2巨噬细胞显著相关。


四、CD147表达与泛癌中MSITMB和免疫检查点的关系


下图ACD147COADDLBCESCAHNSCKIRCKIRPLIHCLUSCSKCMSTAD中的微卫星不稳定性(MSI)呈正相关,而与TGCT中的MSI呈负相关。

 

下图BCD147COADESCAGBMKIRPLGGPAADSTADTHYMUCEC中的肿瘤突变负荷(TMB)呈正相关(P<0.05),而与LAML中的TMB呈负相关。

 

下图C:探讨CD147表达与经典免疫检查点之间的关系,例如SIGLEC15TIGITCD274HAVCR2PDCD1CTLA4LAG3PDCD1LG2。结果表明,这些免疫检查点在多种癌症种与CD147表达密切相关。



五、基于CD147表达的功能分析


下图AGO分析显示CD147与多种癌症中的免疫相关通路呈负相关。

 

下图BKEGG分析显示,排名靠前的负相关富集途径是阿尔茨海默病、亨廷顿病、帕金森病、谷胱甘肽代谢和丙酮酸代谢。

 

下图CKEGG分析显示,排名靠前的正相关富集途径是ABC转运蛋白。

 

下图DHALLMARK分析显示,前3个负相关富集途径是糖酵解、MYC靶点和氧化磷酸化。

 

下图EHALLMARK分析显示,前4个正相关富集途径是KRAS信号传导、精子发生、胆汁酸代谢和同种异体移植排斥。


五、CD147在肿瘤和基质细胞中的表达


下图:单细胞测序分析CD147在肿瘤和基质细胞中的表达水平。结果显示,CD147GBM(图A)、HNSC(图B)、KIRC(图C)、LUAD(图D)、PRAD(图E)、CHOL(图F)肿瘤和基质细胞中的表达水平。

下图:多重免疫荧光染色验证CD147在肿瘤细胞中与巨噬细胞(CD68)M2巨噬细胞(CD163)的共表达情况。结果显示,CD147LGG(图A)、GBM(图B)、UTUC(图C)、BLCA(图D)、LSCC(图E)、THCA(图F)、CESC(图GH)、PSCC(图I)、OV(图J)、TGCT(图K)和PRAD(图L)中与巨噬细胞密切相关。


七、基于CD147表达的免疫治疗反应和敏感药物预测


下图ACD147可以明显预测4个小鼠免疫治疗队列中的免疫治疗反应。

 

下图B:与其他生物标志物比较,CD147表现出更高的预测价值。

 

下图C:基于GDSC数据集的CD147与药物敏感性之间的相关性表明,甲氨蝶呤、TPCA-1PAC-1CD147表达呈正相关;博来霉素、17-AAG和多西他赛与CD147表达呈负相关。

 

下图D:基于CTRP数据集的CD147与药物敏感性之间的相关性表明,LRRK2-IN-1PRIMA-1和他西地那林与CD147表达呈正相关。

总结

这项研究中,作者全面探讨了CD147在泛癌中的预后价值和免疫特征。结果表明,CD147与肿瘤微环境中的免疫浸润、免疫检查点和新抗原水平密切相关。此外,多重免疫荧光显示CD147与巨噬细胞标志物CD68CD163在多种肿瘤细胞中共表达。最后,作者还预测了基于CD147表达的免疫治疗反应和敏感的小分子药物。这些结果说明CD147与多种癌症预后和免疫显著相关,靶向CD147疗法有望改善和延长癌症患者的生存期。