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大家好，今天要和大家分享的是2021年7月發(fā)表的一篇文章：“Integrative analysis the characterization of peroxiredoxins in pan-cancer”。 過氧化物酶(PRDX)是一種抗氧化酶蛋白家族,，涉及細胞分化,、新陳代謝等多種生物學功能。在本研究中,，作者通過TCGA數(shù)據(jù)庫分析了PRDX家族在泛癌中的分子特征和潛在臨床價值,，并進一步驗證了PRDX6在膀胱尿路上皮癌(BLCA)中的功能。結(jié)果表明,，與正常組織相比,，PRDX1-6在多種癌癥類型中表達異常。單變量Cox比例風險回歸分析顯示,，PRDX1,、PRDX4和PRDX6的表達水平與OS、DSS和PFI的較差生存相關,，而PRDX2和PRDX3與較好生存相關,。同時，PRDX基因表達與拷貝數(shù)變異（CNV）呈正相關,，與甲基化呈負相關,。基于Pharmaco DB數(shù)據(jù)集分析表明,，PRDX1,、PRDX3和PRDX6升高與EGFR/VEGFR抑制劑顯著相關。此外,，PRDX6基因的敲除可通過JAK2-STAT3抑制膀胱癌細胞的生長,。這說明了PRDXs可作為多種癌癥的潛在生物標志物和治療靶點。 發(fā)表雜志：Cancer Cell Int. 影響因子：5.720 關于基因集的泛癌分析,，我們也介紹過很多了 11分+SCI 基因集泛癌純生信分析,，兩個多月接受，可重復,！ 我們可以綜合各個文章中的內(nèi)容,，換成新的基因集/復合物/通路/基因家族等進行分析,。如果需要的話可聯(lián)系小編提前預定 請掃描下方二維碼 研究背景 過氧化物酶(PRDX)屬于一種抗氧化酶蛋白家族，包括3500多個成員,。根據(jù)活性半胱氨酸殘基的數(shù)量和位置以及其他因素,，PRDX可分為三個亞家族，包括典型的2-Cys,、非典型的2-Cys和1-Cys,。此外,，根據(jù)活性位點周圍的結(jié)構(gòu)信息，PRDX還可分為六個亞家族,，包括AhpC-Prx1,、BCP-PrxQ、Tpx,、Prx5,、Prx6和AhpE。目前,，已知的哺乳動物PRDX成員有6個,，即PRDX1、PRDX2,、PRDX3,、PRDX4、PRDX5,、PRDX6,。該家族成員參與例如細胞分化、代謝,、炎癥,、細胞對活性氧(ROS)的保護、胚胎發(fā)育和細胞穩(wěn)態(tài)等多種生物過程,。研究報告指出,，PRDX在癌癥發(fā)生和耐藥性中起著關鍵作用。值得注意的是,，PRDX1對氧化應激具有高度敏感性,，在細胞生長、分化和凋亡中起著重要作用,；PRDX2與黑色素瘤的增殖,、遷移和轉(zhuǎn)移活動有關；PRDX3在乳腺癌,、宮頸癌,、肝癌和前列腺癌的腫瘤組織中高表達；PRDX4增加前列腺癌細胞的增殖率,，促進卵巢癌,、乳腺癌、肺癌和口腔鱗狀細胞癌的轉(zhuǎn)移,；PRDX5的高表達與卵巢癌的總生存期(OS)縮短有關,；高水平的PRDX6在乳腺癌中具有侵襲性表型，同時與前列腺癌生成有關。 流程圖： 分析解讀： PRDXs在泛癌中的基因表達及生存分析 ①從TCGA數(shù)據(jù)庫中檢索33個腫瘤的臨床信息和相應的癌組織RNA-seq數(shù)據(jù),。 ②分析PRDX在不同類型癌癥中的表達分布,。 ③單變量Cox比例風險回歸分析PRDX表達與OS、DSS,、DFI和PFI的相關性,。 結(jié)果： 下圖A：箱線圖顯示33種腫瘤類型中PRDX基因表達分布。 下圖B：熱圖顯示基于18種腫瘤類型的log2FC比較腫瘤與正常樣本的PRDX基因表達差異,。 下圖C：森林圖顯示COX風險回歸分析總生存率結(jié)果,，包括33種不同癌癥類型的風險比(log10)和95%置信區(qū)間。 PRDXs在泛癌中的遺傳信息改變和甲基化分析 ①從cBioPortal數(shù)據(jù)庫檢索不同癌癥類型的基因改變,，包括突變和拷貝數(shù)變異(CNV)數(shù)據(jù),。 ②使用GSCALite工具分析CNV、甲基化和腫瘤類型的關聯(lián),。 ③PRDXs的mRNA表達水平和CNV水平以及BLCA中的甲基化之間的相關性分析,。 結(jié)果： 下圖A：基于cBioportal網(wǎng)站的PRDX基因的總遺傳基因改變圖。 下圖B：氣泡圖顯示PRDX mRNA表達與CNV之間的關系,。紅點表示基因CNV水平與mRNA表達呈正相關,，藍點表示負相關。 下圖C：TCGA癌癥和正常組織之間PRDX的差異甲基化分析,，藍點顯示腫瘤中的甲基化下調(diào),，紅點顯示腫瘤中的甲基化上調(diào)。 下圖D：DNA甲基化與PRDXs表達之間的關聯(lián),。 PRDXs與免疫亞型和腫瘤干性關聯(lián)分析 ①使用方差分析確定腫瘤微環(huán)境中PRDXs表達與免疫浸潤類型之間的關系,。 ②從TCGA數(shù)據(jù)集獲得的腫瘤干性數(shù)據(jù)用于評估腫瘤細胞的干細胞樣水平。 ③使用Spearman相關方法檢查腫瘤干性和PRDXs表達譜之間的關聯(lián),。 結(jié)果： 下圖：方差分析確定33種腫瘤類型中PRDX基因表達與免疫浸潤亞型的關聯(lián),。 下圖：PRDX基因表達與33種腫瘤類型的腫瘤干性之間關系的相關圖。 PRDXs與藥物敏感性和信號通路關聯(lián)分析 ①使用GSCA Lite生成10個腫瘤相關通路中PRDXs基因的全局比例圖和熱圖,。 ②PRDXs相關藥物的數(shù)據(jù)來自PharmacoDB,。 ③應用“GSEA”包分析基于KEGG基因集的差異通路。 結(jié)果： 下圖：扇形圖顯示了所有癌癥中相關通路的PRDX功能（激活或抑制）的百分比分布,。 下圖：高表達PRDX的藥物敏感性/耐受性熱圖,。 PRDXs在膀胱癌中的綜合表達分析 ①PRDXs基因在正常組織和膀胱癌種的表達。 ②BLCA中PRDXs的mRNA甲基化水平,。 ③BLCA中PRDXs mRNA表達與CNV水平、DNA甲基化之間的關聯(lián),。 ④不同免疫浸潤亞型,、BLCA分期的PRDXs mRNA表達。 ⑤人類蛋白質(zhì)圖譜(HPA)數(shù)據(jù)庫驗證PRDXs在膀胱癌中的蛋白質(zhì)表達水平。 結(jié)果： 下圖A：與正常組織相比,，腫瘤中PRDXs的mRNA表達譜,。 下圖B：BLCA中PRDXs的基因改變。 下圖C：與正常組織相比,，BLCA中PRDXs的mRNA甲基化水平,。 下圖D：基于cBioprotal網(wǎng)站的不同膀胱癌隊列中PRDX的遺傳改變。 下圖E：BLCA中PRDXs mRNA表達與CNV水平,、DNA甲基化之間關聯(lián)的熱圖,。 結(jié)果：不同免疫浸潤亞型、膀胱癌分期的PRDXs mRNA表達及腫瘤和正常膀胱組織中PRDXs的蛋白表達,。 下圖A：PRDX基因表達與免疫浸潤亞型的關聯(lián),。 下圖B：PRDX基因表達與膀胱癌分期之間的關聯(lián)。 下圖C：從HPA數(shù)據(jù)庫獲得的免疫組織化學圖像,。 PRDXs在膀胱癌中的預后及功能分析 ①繪制ROC曲線并計算受試者工作曲線下面積(AUC),。 ②執(zhí)行Kaplan Meier(KM)圖和對數(shù)秩檢驗以確定PRDX與OS之間的關系。 ③單變量Cox歸回分驗證析PRDX在膀胱癌中的預后價值,。 ④利用基因集富集分析（GSEA）方法探索低表達和高表達RPDX組之間的潛在生物學途徑,。 結(jié)果： 基于TCGA的膀胱癌中RPDX的總生存期和GSEA圖。 下圖A：PRDX基因的總體生存曲線,。 下圖B：PRDX基因的KEGG富集結(jié)果,。
敲低PRDX6對BLCA細胞的影響 ①在T24和TCCSUP細胞系中敲低PRDX6。 ②CCK8實驗用于檢測PRDX6對BLCA細胞增殖的影響,。 ③FACS分析用于研究PRDX6在調(diào)節(jié)細胞周期進程中的機制,。 ④評估PRDX6在細胞凋亡中的作用。 ⑤GSEA分析PRDX6調(diào)節(jié)細胞增殖信號的機制,。 結(jié)果：PRDX6的敲低抑制了BLCA的細胞增殖,。 下圖A：PRDX6在T24細胞和TCCSUP細胞中的敲低效率。 下圖B：CCK8測定顯示T24細胞和TCCSUP細胞中的細胞增殖,。 下圖C-D：敲低PRDX6后T24細胞(C)和TCCSUP細胞(D)的集落形成能力降低,。 下圖E-F：通過流式細胞儀敲除T24細胞（E）和TCCSUP細胞（F）中的G2/M相中的細胞群。 下圖G-H：敲低PRDX6增加T24細胞(G)和TCCSUP細胞(H)的凋亡,。 下圖I-J：敲低PRDX6降低CDK4,、CDK6和BCL2的蛋白質(zhì)水平。
結(jié)果：RDX6通過JAK2-STAT3通路促進BLCA細胞增殖 下圖A：PRDX6高低組之間JAK/STAT通路的GSEA圖,。 下圖B-C：蛋白質(zhì)印跡用于測試T24細胞(B)和TCCSUP細胞(C)中的JAK2,、p-STAT3和STAT3蛋白。 下圖D-K：測試PRDX6是否通過JAK2-STAT3途徑調(diào)節(jié)細胞生長,。
小結(jié)： 越來越多的研究表明,，PRDXs在癌癥發(fā)展過程中起著至關重要的作用,。在本研究中，作者基于TCGA中33種癌癥類型中PRDX的mRNA表達譜及臨床數(shù)據(jù)分析了PRDX在泛癌中的表達分布和預后價值,。同時,，作者還評估了PRDX表達水平與腫瘤微環(huán)境、遺傳信息改變,、甲基化和藥物反應活性之間的關聯(lián),。此外，體外實驗表明,，PRDX6可以通過JAK2-STAT3信號調(diào)節(jié)細胞增殖并參與BLCA中的細胞周期過程,，這可能對癌癥的個性化治療更有價值。 |
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