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基于TCGA细胞焦亡相关基因特征在白血病的综合分析

2023-05-30 22:11 作者:275276  | 我要投稿

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总体而言,我们检查了 244 名 AML 患者。患者特征见表S1 。我们采用 TCGA-LAML 患者群体作为训练队列来识别与 AML 预后相关的 PRG 特征。GSE71014 患者群体被用作外部验证队列。

预后性细胞焦亡相关基因特征的构建

我们从上述两个队列中检索了 57 个 PRG 和匹配的临床数据。使用训练队列的单变量分析,我们确定了 10 个与 AML OS 密切相关的 PRG (P < 0.05)。10个预后相关PRG的相关网络如图1B所示。随后,采用 LASSO 回归分析来生成预后 PRG 特征。


接下来,我们使用癌症基因组学的 cBioPortal检查了癌细胞系百科全书数据库中 6 个 PRG 的突变变体。在分析的6个PRG中 , ZBP1、 NOD1、 CHMP7和NLRP2基因常发生突变。此外,我们使用 GCBI 数据库识别了 23 种相关蛋白质。其中,五种蛋白质与我们的预后模型有很强的关联,而一种CHMP7则没有

接下来,我们根据中值阈值将训练队列分成 HR (n = 70) 或 LR (n = 70) 子队列。与 LR 子队列相比,HR 子队列具有更大的年龄和更高的细胞遗传学风险。此外,HR 患者比 LR 患者面临早期死亡率。同样,相对于 LR 子队列,HR 子队列的 OS 明显更差 (P < 0.001)此外,我们采用 Kaplan-Meier 分析对训练队列中较年轻(≤60 岁)和较年长(>60 岁)的个体进行亚组分析。根据我们的分析,无论年龄如何(≤60 岁或 >60 岁,P < 0.05),HR 子队列的预后都不好。我们还对训练队列的细胞遗传学风险“良好”、“中等”和“差”队列进行了 Kaplan-Meier 分析。我们证明了 HR 子队列在所有类别的细胞遗传学风险中都具有不利的预后(P < 0.05)”。此外,采用 ROC 分析来确定 PRG 特征的敏感性和特异性。训练队列中 1 年、2 年、3 年和 5 年 OS 的 AUC 分别为 0.792、0.840、0.813 和 0.819




在外部验证队列中验证预后性细胞焦亡相关基因特征

我们接下来检查了外部验证队列 (GSE71014) 中 PRG 签名的可预测性。这些患者首先被分为 HR (n = 53) 或 LR (n = 51) 子队列,具体取决于训练队列的中位 RS。与我们在训练队列中的结果类似,GSE71014 队列中的 HR 子队列相对于 LR 子队列也有早期死亡率。相反,LR 子队列显示出良好的预后(P < 0.001)。在 GSE71014 队列中,1 年、2 年、3 年和 5 年 OS 的 AUC 分别为 0.763、0.732、0.630 和 0.597。我们还使用热图进行比较 6 个 PRG 的表达。

训练队列的单变量和多变量 COX 分析

我们对训练队列中的RS 和其他预后因素进行了单变量和多变量 COX 分析。单变量分析将 RS 确定为训练队列中 OS 的独立预后因素(P < 0.001,3.658[2.543–5.261])。在多变量分析中调整临床混杂因素后,RS 再次被认为是训练队列中 AML OS 的独立预测因子。

(P < 0.001,3.168[2.106–4.766])

两个队列的功能富集分析

使用 GSEA 分析,我们揭示了两个队列中与 RS 相关的生理活动和信号通路。HR 子队列中明显丰富的网络包括免疫网络,即 NK 细胞介导的细胞毒性,以及 T 和B 细胞受体网络。


预后因素和合并风险评分的比较

列线图用于整合训练队列中的年龄、细胞遗传学风险类别和 RS(图 5A)。此外,校准图表明我们新开发的列线图在估计 1 年、2 年、3 年和 5 年 OS 方面具有出色的准确性事实上,与单独的年龄和细胞遗传学 RS 相比,综合评分的 1 年、2 年、3 年和 5 年 OS AUC 显着增加,表明我们的列线图可以极大地改善 AML OS 估计


阿霉素通过 Caspase-3 诱导的 U937 和 THP-1 细胞 GSDME 切片诱导细胞焦亡

阿霉素 (DOX) 是一种常见的抗白血病化疗药物,可通过 caspase-3 诱导的 GSDME 切片 (GSDME-N) 诱导细胞焦亡。Q-VD-OPH 是一种泛半胱天冬酶抑制剂,可与 caspase-3 形成共价键并永久隔离 caspase-3 [42][43]。基于此,我们使用蛋白质印迹法评估了单独或组合使用 DOX 和 Q-VD-OPH 孵育的 U937 和 THP-1 细胞中的 GSDME-F 和 GSDME-N 蛋白水平。根据我们的结果,DOX 处理后 GSDME-N 表达升高,而 Q-VD-OPH 处理抑制了 U937 和 THP-1 细胞中 DOX 诱导的 GSDME-N 上调. 这些结果表明,DOX 暴露通过 GSDME 的 Caspase-3 依赖性裂解刺激细胞焦亡,而 Q-VD-OPH 抑制 U937 和 THP-1 细胞中 DOX 诱导的细胞焦亡。

DOX 通过激活 U937 和 THP-1 细胞中的细胞焦亡诱导细胞死亡和细胞凋亡

我们接下来测试了DOX 和/或 Q-VD-OPH 处理 U937 和 THP-1 细胞后的细胞活力。将 U937 和 THP-1 细胞单独或组合暴露于不同剂量的 DOX(0 μM、0.02 μM、0.04 μM、0.08 μM、0.16 μM 和 0.32 μM)和 Q-VD-OPH (40 μM) 中 48 小时, 在通过 CCK8 进行细胞活力分析之前。正如预测的那样,我们的结果显示 DOX 处理可以剂量依赖性地诱导细胞死亡,而 Q-VD-OPH 处理在 U937 和 THP- 1 个细胞 (P < 0.05)。这些结果证实,DOX 处理通过激活 U937 和 THP-1 细胞中的细胞焦亡诱导细胞死亡。

接下来,我们使用流式细胞术和膜联蛋白 V-异硫氰酸荧光素/碘化丙锭双染来测量单独或联合使用 DOX (0.08 μM) 和 Q-VD-OPH (40 μM) 处理后 U937 和 THP-1 细胞的细胞凋亡。组合 48 h。结果表明,DOX 处理显着诱导细胞凋亡,Q-VD-OPH 处理显着降低 U937 和 THP-1 细胞中 DOX 诱导的细胞焦亡数量(P < 0.05)。这些结果证明,DOX 处理通过激活 U937 和 THP-1 细胞中的细胞焦亡来刺激细胞凋亡。


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