论文部分内容阅读
背景:肾透明细胞癌(Clear cell Renal Cell Carcinoma,cc RCC)是一种侵袭性的泌尿系统恶性肿瘤。转移是肾透明细胞癌患者死亡的主要原因。尽管目前手术对于肾透明细胞癌的治疗非常有效,但转移性肾透明细胞癌(Metastatic clear cell renal cell carcinoma,mcc RCC)患者能够选择的治疗方案十分有限。目前,免疫检查点抑制剂(Immune checkpoint inhibitor,ICI)和靶向药物的联合治疗已经成为转移性肾透明细胞癌的一线治疗标准。但由于肾透明细胞癌转移机制尚不清楚和患者逐渐出现的耐药现象,寻找肾透明细胞癌转移和免疫治疗的候选生物标志物变得尤为重要。本研究首先利用生物信息学方法识别出参与肾透明细胞癌转移和免疫的关键基因,然后研究其生物学功能,为肾透明细胞癌提供转移、预后和免疫治疗的候选生物标志物。方法:首先从TCGA数据库下载TCGA-KIRC队列的RNA-seq数据和相应临床数据,使用R软件limma包筛选差异表达基因。通过加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)识别出与肾透明细胞癌肿瘤转移和免疫相关的基因。接着使用单因素COX回归,LASSO(The least absolute shrinkage and selection operator)回归和多因素COX回归筛选出肾透明细胞癌具有预后价值的关键基因,建立预后风险模型并绘制列线图。转移亚组基因表达比较和Kaplan-Meier单因素生存分析进一步筛选对转移性肾透明细胞癌患者有预后价值的基因STAT2(Signal Transducer And Activator Of Transcription 2)。然后使用UALCAN和HPA数据库验证STAT2的表达水平。分析STAT2的表达与肾透明细胞癌临床病理特征的关系。构建包含STAT2和临床病理特征的列线图模型。q RT-PCR检测STAT2在20对人肾透明细胞癌组织及癌旁组织中的表达水平。q RTPCR检测STAT2在人肾小管上皮细胞系HK2以及人肾透明细胞癌细胞786-O、Caki-1和ACHN中的表达水平。si RNA沉默STAT2基因在ACHN和Caki-1细胞系中的表达后,利用CCK-8和Ed U实验检测STAT2对细胞增殖能力的影响,Transwell迁移和侵袭实验检测STAT2对细胞迁移和侵袭能力的影响。采用GSEA(Gene set enrichment analysis)对STAT2进行功能富集分析,探索STAT2可能参与的相关调控通路。免疫分析评估了STAT2表达与免疫细胞和免疫检查点抑制剂的相关性。使用R包“p RRophetic”评估STAT2高表达组和低表达组患者对四种一线治疗药物的敏感性。结果:从WGCNA鉴定筛选出386个转移和免疫相关基因,回归分析后发现有6个基因(NFE2L3、STAT2、TRAF2、RELT、ARHGAP2和DOCK8)与肾透明细胞癌患者的总生存期显著相关,并基于6个基因构建了风险预后模型。单因素和多因素COX回归分析证明风险预后模型的Risk score是肾透明细胞癌独立预后因素。基于Risk score和临床病理特征建立的患者总生存期列线图预测模型具有较好的预测性能。转移亚组的基因表达比较和Kaplan-Meier单因素生存分析结果显示仅有STAT2在转移组织和非转移组织间有差异,且对转移性肾透明细胞癌患者有预后价值。UALCAN和HPA数据库分析显示STAT2在肾透明细胞癌组织中显著高表达。临床病理特征相关性分析结果显示相较于低表达STAT2患者,高表达的STAT2患者伴随着更晚的肿瘤分期和更高的远处转移几率。q RT-PCR结果表明,与癌旁组织相比,STAT2在人肾透明细胞癌组织显著高表达,且STAT2在三种人源肾透明细胞癌细胞系786-O、Caki-1和ACHN中表达均高于人肾小管上皮细胞系HK2。CCK-8和Ed U结果证明沉默STAT2后,肾透明细胞癌细胞的增殖能力受到了抑制。Transwell迁移和侵袭实验结果显示沉默STAT2后,肾透明细胞癌细胞的迁移和侵袭能力受到了抑制。GSEA分析表明STAT2可能参与Nod样受体信号通路、Toll样受体信号通路、PPAR信号通路和JAK-STAT信号通路。免疫分析显示STAT2 m RNA与CD8+T等免疫浸润细胞水平呈正相关,并且免疫细胞和免疫检查点抑制剂在STAT2高表达组和低表达组之间呈现显著差异。药敏预测分析结果显示STAT2高表达组的患者对舒尼替尼和帕佐帕尼更敏感。结论:STAT2与肾透明细胞癌的转移和免疫相关,且在肾透明细胞癌中高表达。STAT2可能通过促进肾透明细胞癌细胞的增殖、迁移和侵袭,从而影响肾透明细胞癌的肿瘤转移。另外,STAT2的表达与肿瘤免疫浸润和免疫治疗反应相关。总之,STAT2是肾透明细胞癌转移、预后和免疫特征潜在的候选生物标志物。