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尽管APA在细胞功能中的关键作用已被广泛研究,但是APA在免疫治疗中的作用还有待进一步阐明。本研究作者开发了第一个基于APA事件的签名来预测免疫治疗的疗效,并强调了APA事件在个体化肿瘤免疫治疗中的重要作用。文章标题:Characterization of Immune-Related Alternative Polyadenylation Events in Cancer Immunotherapy(DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-22-1417)。
本研究作者使用其新开发的ImmAPAScore算法在TCGA的泛癌样本中鉴定了541个ImmAPAs(immune-related APA event,免疫相关APA事件),并证明了免疫相关的APA事件在免疫调节中发挥着重要作用,包括免疫细胞浸润。除此之外,作者基于机器学习构建了一个与免疫治疗相关的APA评分模型,该模型可以预测黑色素瘤患者对免疫治疗的响应,从而突出了APA事件在癌症免疫治疗中的临床应用。
在31种癌症类型中鉴定免疫相关APA事件
为了系统地研究免疫相关的APA事件在肿瘤微环境中的作用,作者开发了一种免疫相关的APA评分ImmAPAScore的集成算法,进而将免疫相关的APA事件鉴定为为ImmAPAs(immune-related APA event,免疫相关APA事件)。结果发现,符合至少一种癌症类型的至少一种免疫途径相关的APA事件有3184个。此外,作者进一步将满足以下条件的APA称之为ImmAPAs:至少在10种癌症类型中出现,且在所有癌症类型中有超过15个APA-免疫相关通路对。最终,本研究合计在31种癌症类型发现1991个ImmAPAs。
ImmAPAs与癌症中的免疫细胞浸润相关
鉴于免疫细胞组成在肿瘤免疫和免疫治疗响应中起着重要作用,本研究探究了ImmAPAs与免疫细胞浸润之间的关系。作者首先基于TIMER估计了每个患者的6种主要免疫细胞的浸润水平,进而基于Spearman相关分析研究ImmAPAs与免疫细胞浸润之间的关系。结果发现,在多种癌症类型中,ImmAPAs与免疫细胞浸润之间存在相关性。除此之外,基于ImmAPAs的免疫富集打分进行聚类,并结合免疫通路的相关性,最终将ImmAPAs分为3个cluster,且这3个cluster中的ImmAPAs分别呈现特异的免疫细胞浸润相关性及免疫治疗响应相关性。综上所述,ImmAPAs可能影响免疫细胞的浸润及患者对免疫治疗的响应。
基于ImmAPAScore和肿瘤特异性表达鉴定与肿瘤免疫最相关的的ImmAPAs
在明确ImmAPAs与免疫细胞浸润和免疫治疗相关特征相关的情况下,作者进一步研究了ImmAPAs对临床相关性和肿瘤免疫的潜在影响。作者假设,ImmAPA和免疫相关通路之间的相关性在癌症发展中起着关键的调节作用,进而根据所有癌症类型中APA事件与免疫相关通路之间的相关性以及每个ImmAPA的癌及癌旁之间APA事件的PDUI差异,对ImmAPAs进行了排名。结果发现,COL1A1和COL1A2的APA事件是与癌症相关的最显著的APA 事件,且COL1A1 3'UTR的延长与大多数癌症类型中的大多数免疫途径呈负相关。
COL1A1的RNA表达与其3'UTR 长度呈正相关,并与肿瘤进展和免疫逃避相关
上面的分析都是基于公共数据库中的数据进行的,接下来作者又在自己收集的黑色素瘤样本中再次验证了COL1A1的APA对其基因表达的调控。结果发现,COL1A1 3'UTR在肿瘤组织中表现显著的延长且3'UTR的长度与mRNA的表达存在显著相关性,qRT-PCR也验证了这一现象。除此之外,作者还发现,COL1A1转录本的3'UTR延长与15种癌症类型的生存率较差相关且与多种癌症的免疫活性打分降低有关。综上所述,COL1A1转录本的3'UTR延长与mRNA和蛋白表达升高有关,与患者OS预后较差相关,且可能参与肿瘤的免疫逃避。
构建ICB_APASig评分的预后模型且可以预测免疫治疗的疗效
文章的最后,作者基于免疫治疗无响应者和响应者者之间差异的ImmAPAs进行预后模型的构建,且进一步探究了该模型对于免疫治疗响应的预测能力。
写在最后
小编刚看到这篇文章的fig风格,就觉得似曾相识,仔细一看果然参考了ImmLnc那篇文章的研究思路(免疫相关lncRNA哪里找?NC文章有思路,想知道怎么复现12分+的生信文章吗?),说明ImmLnc果然不负小编重望——可以迁移的方向很多,而APA作为一种目前关注相对较少的数据信息类型,在提高创新性上同样大有可为。
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