顶刊的诱惑！影响因子40+，这篇文章靠什么？拷贝数变异+炎性分子+侵袭性泛癌，多组学
布小谷今天分享的这篇文章来自Molecular Cancer，影响因子41.44，妥妥的顶刊。虽然这本杂志也备受争议，甚至被批为德不配位，但实际上是国人发文量占比第一，有坑那是真抢。可以说是“嘴上说着不要，身体还是很诚实的”！
今天分享的这篇文章在研究方法和方向上都有很大的创新，切入点选择了体细胞拷贝数变异，落脚点在促炎信号通路，将它们与肿瘤的侵袭性关联起来，真的非常独特了！而且它虽然是泛癌研究却保持了非常清晰的文章脉络，即使文章中没有给出技术路线也能明白其所做的工作，正如题目“SOX2拷贝数变异影响FOSL2/IL6途径来维持促肿炎症以驱动肿瘤侵袭”，文章的基本逻辑是：体细胞拷贝数关联肿瘤侵袭性，在代表性肿瘤中筛选到目标基因SOX2，进一步研究SOX2作为转录因子调控2个炎症相关基因的表达，可以说是步步为营了。文章的数据用到了公共数据和自己的实验室数据，除了生信分析还做了异种移植实验和免疫组织化学分析，虽然实验占比不多，但一点也不敷衍。文章的总体思路非常值得借鉴，和布小谷一起学习一下吧！
l 题目：SOX2拷贝数变异影响FOSL2/IL6途径来维持促肿炎症以驱动肿瘤侵袭
l 杂志：Molecular Cancer
l 影响因子：IF=41.44
l 发表时间：2023年3月
研究背景
基因组不稳定性是癌症发展的一个主要特征，它是驱动肿瘤异质性和支持癌细胞适应胁迫条件，导致恶性行为和治疗抵抗的重要诱因。在肿瘤变异后，不同的癌症中，有一些分子驱动子已被提议用于驱动肿瘤的侵袭性。因此，深入了解肿瘤分子学特征及其对肿瘤的影响是精准医学的重要研究方向。关于这些不同的分子因素如何协同作用影响疾病表型的全面分析仍然缺乏。因此，对来自癌症基因组图谱（TCGA）和基因表达总表（GEO）数据库的数据以及内部产生的数据进行综合的多基因组泛癌分析，以确定癌症侵袭性的主要基因组决定因素和潜在的机制过程是非常有意义的。
数据来源
从TCGA和GEO数据库下载了27种肿瘤（约5000个样本）的数据，并对这些数据和自己实验室里的数据进行了多组学分析，以研究影响肿瘤侵袭性的分子机制。利用分子失活数据探讨了炎症引起肿瘤侵袭性的机制基础。随后，使用患者标本和体内疾病模型对发现的结果进行了验证。
主要结果
1.体细胞拷贝数的改变与肿瘤侵袭性相关联
对27种不同类型的癌症的数据进行了分析，并比较了高侵袭性癌症（>40%死亡率）和低侵袭性癌症（<20%死亡率）之间的分子特征，发现10种癌症具有高度的侵袭性，包括：多形性胶质母细胞瘤（GBM）、胰腺腺癌（PAAD）、卵巢浆液性囊腺癌（OV）、皮肤黑色素瘤（SKCM）、胆管癌（CHOL）、膀胱移行细胞癌（BLCA，该TCGA队列主要是肌浸润性BLCA）、肺鳞状细胞癌（LUSC）、头颈鳞癌（HNSC）、食管癌（ESCA）和胃腺癌（STAD）。前列腺腺癌（PRAD）、甲状腺癌（THCA）、胸腺瘤（THYM）、睾丸生殖细胞肿瘤（TGCT）、肾脏嗜色细胞瘤（KICH）、肾透明细胞癌（KIRP）和乳腺浸润性癌（BRCA）则被分类为低侵袭性（图1，A1）。一些侵袭性较弱的肿瘤，如PRAD，仅在老年患者中发现（图1，A4）。在一些高侵袭性肿瘤中，例如SKCM，高肿瘤突变负荷观察到同时出现在年轻和老年患者中，比例相当。然而，在GBM中观察到可比较但更低的肿瘤突变负荷（TMB），提示其他可能的侵袭原因（图1，A5）。疾病致死率与总sCNAs数量呈正相关，但与TMB无关（图1，B1）。拷贝数缺失比扩增更为突出（图1，B2和B3）
2. sCNA与癌症发病有关
某些早期癌症发病与侵袭性疾病表型相关联，因此探讨了sCNAs是否同样与癌症发病相关。使用了TGCT的数据，其中超过80％的病例表现出早期发病。在年轻患者中比老年患者中存在更多的sCNAs（图2，B4）。还研究了早期癌症发病对性别影响的可能性，在年轻患者中，ACC和GBM的女性比例更高；在老年患者中，ACC的男性比例更高，但GBM的分布与女性相当；THYM在年轻男性中占主导地位，而GBM和SARC在年轻女性中占主导地位（图2，C1）。为了进一步确定sCNAs在癌症发生中的作用，特别研究了肾上腺皮质癌（ACC）。研究评估了45岁之前诊断为ACC的女性是否比同年龄段内被诊断为ACC的男性具有更多的sCNA改变。事实上，年轻女性中存在更多的sCNAs，而男性中则较少（图2，C2）。进一步研究了早期和晚期GBM患者的其他组学数据，因为它是所有癌症中最致命的。
3. IDH1和TP53突变与GBM的早期发病相关
为了更好地理解GBM侵袭性和发病的分子基础，分析了体细胞突变、sCNAs和基因表达。早期发病的GBM与IDH1突变患者有更好的总生存率（图3，C3）。TP53、IDH1和ATRX的高水平突变与早期发病的GBM相关联（图3，C4）。对sCNAs的进一步分析揭示了晚期发病中特定致癌驱动因子的拷贝数扩增，而在早期发病中则不存在。对染色体3进行放大观察发现，在晚期发病中PIK3CA和SOX2基因位点周围存在sCNA扩增。因此，早期GBM发病与DNA损伤有关，而晚期发病中sCNAs更为突出。
4. SOX2在侵袭性肿瘤中被扩增
鉴定和注释了10种最具侵袭性癌症中的所有常见sCNAs并进行差异基因表达分析，比较了10种最具侵袭性癌症和7种最不具侵袭性的癌症。将两个数据集相交，以寻找影响基因表达的基因拷贝数变化。有50多个基因体细胞拷贝数量扩增并发生转录水平上调（图4，D1），只有5个基因的拷贝数缺失在转录水平上下调。
为了确定参与肿瘤侵袭性的主要因素，根据Boruta软件包对所有受影响的基因进行分类，如图4，D2所示，SOX2是最重要的变量，其次是AADAC、FAM83A、UPK1B和MYEOV。对最重要的20个基因进行多变量Cox比例回归分析，发现这些基因的高表达与所有分析的27种癌症的不良预后有关。图4，D3展示了癌症不同预后水平中侵袭性相关基因的表达。然后，研究了SOX2作为转录因子是否确实调控所鉴定基因的表达。使用已发表的SOX2 ChIP-seq数据，发现SOX2峰值位于AADAC、FAM83A和MYEOV周围（图4，D4）。Kaplan-Meier分析表明，这些基因在所有27种癌症中均与患者总生存期紧密相关（图4，D5）。这表明SOX2调控着推动侵袭性表型的基因网络。
5. SOX2 通过 FOSL2 增强促炎信号
基因富集分析显示，前10个最富集的基因包括FOSL转录因子家族的两个成员FOSL1和FOSL2（图5B）。研究了SOX2是否调节FOSL基因表达，在CWR-R1前列腺癌细胞株中，SOX2敲除引起FOSL2显著下调，而不影响FOSL1的表达（图5C）；SOX2 ChIP-seq数据分析显示SOX2与FOSL2启动子结合，FOSL2进而调节细胞炎症的关键介导因子IL6（图5D左）。
对SOX2 ChIP-seq（来自前列腺癌细胞系CWR-R1和WA01的野生型）进行通路富集，发现驱动多个癌症和NFkB 相关的炎症特性（IL17信号通路）相关的通路显著富集（图5D右）。
为了确定FOSL2在疾病侵袭性中的作用，在来自所有27种癌症的FOSL2高表达和FOSL2低表达样本中进行了基因集富集分析，发现大部分富集于高度侵袭性肿瘤中的基因集同样富集于FOSL2高表达的肿瘤中（图5E）。
6.FOSL2的过表达与侵袭性肿瘤相关
进一步研究了患者标本和PAAD肿瘤模型中高侵袭性肿瘤和FOSL2基因表达的关联。对来自GBM、PAAD、梅克尔细胞癌（MCC）和PRAD的肿瘤切片进行了FOSL2蛋白质表达染色。此外，从原发性切除的患者肿瘤材料中制备了五个PAAD异种移植瘤，并监测了大约3周的肿瘤生长。结果显示，快速生长的PAAD异种移植瘤与生长缓慢的肿瘤相比，FOSL2过表达（图6F）。
7. 炎症会诱导免疫抑制和胞嘧啶脱氨酶作用
PAAD具有侵略性和密集的纤维化间质，可能在炎症过程中发挥重要作用，使用实验室的PAAD组织分析了II级和III级PAAD（图2G右），以及准间充质和经典PAAD（图2G右）中IL6的表达情况。IL6在III级和准间充质PAAD肿瘤（更侵略性的PAAD亚型）中显著上调。研究了将近300个样本的免疫细胞标记物的表达情况（包括41个正常胰腺组织、59个慢性胰腺炎组织和195个切除的PAAD组织）。FOXP3、LRRC32以及FOSL2和IL6的表达从正常胰腺组织到胰腺炎再到PAAD呈现出稳定的增加趋势（图2H左）。考虑到炎症与免疫抑制有关，评估了不同PAAD样本中免疫细胞比例，并观察到Treg细胞、促炎性M1型巨噬细胞和中性粒细胞显著增加，而活化的NK细胞从正常胰腺组织到胰腺炎再到PAAD逐渐减少（图2H右）。比较预后不良和预后良好的肿瘤时，发现类似的免疫浸润模式（图2I）。长期炎症会引起胞嘧啶脱氨作用和DNA双链断裂，并导致基因组不稳定。因此，分析了侵袭性和非侵袭性肿瘤的突变特征，并在侵袭性肿瘤中观察到胞嘧啶脱氨突变标记的富集（图2J），侵袭性肿瘤中TP53基因的突变率很高（图2K）。
文章小结
SOX2拷贝数变异—炎症（FOSL2/IL6）—肿瘤侵袭性，一条非常完整的思路，完全可以当做创新模板了！除了参考文章创新思路，我们也可以学习文章的行文逻辑，非常有利于提高自己的水平（包括文献审美水平/狗头）。好啦，小记者的分享就到这里了，关注我持续为你带来惊喜哟~
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