“病毒”搭上肿瘤微环境，能碰撞出什么火花？8分+文章结合免疫浸润角度进行生信分析的

2023-04-06 19:00 作者:尔云间 0人读过 | 我要投稿

小云给大家分享了很多肿瘤微环境（TME）的思路，可谓是内容丰富、各有特点，比如，各种浸润免疫细胞、CAF、缺氧/酸性微环境、ECM、血管生成等。

上述研究点虽然各不相同，但是却有一个共性----都是聚焦在宿主本身的。我们知道，肿瘤微环境很复杂，也不乏宿主之外的影响因素，比如之前给大家分享的肿瘤相关细菌（对菌群感兴趣的粉丝，可以翻翻小云以前的文章）。今天，小云给大家再分享一个宿主之外的肿瘤微环境思路---病毒。

实际上，病毒作为TME中的重要组分，在很多高分文章中已有论述。

Epstein-Barr virus (EBV)感染了大约90%的成年人口，尽管该病毒不会在大多数宿主中引发明显症状，但是EBV却具有很强的致癌能力，并被认为是多种恶性肿瘤的致病源，例如B细胞或NK-T细胞淋巴瘤，上皮癌，比如鼻咽癌(NPC)和胃癌(GC)等。除了具有肿瘤细胞转化特性外，EBV还可以影响肿瘤微环境(TME)中存在的细胞的特性和组成。比如，EBV在裂解和潜伏感染期间表达的特定蛋白质会导致CD4+、CD8+T细胞和自然杀伤(NK)细胞的激活，从而诱导抗病毒免疫。EBV如何影响TME参与到胃癌的具体过程仍有待于深入分析。

基于以上探讨，小云以这篇8分+的，基于EBV影响TME参与到胃癌发生的文献进行解读。相信在“肿瘤病毒微环境”高热度的基础上，且发文量又不是特别多，有很大的复现空间和创新性，大家快快上车。（如果没有分析思路或者文献复现有困难，可以找小云，超多创新性高的分析思路和分析服务供你选择！）

l 题目：鉴定 Epstein-Barr 病毒调节胃癌肿瘤免疫微环境的关键基因

l 杂志：Cell Proliferation

l 影响因子：IF=8.76

l 发表时间：2023年3月

研究背景

Epstein-Barr病毒(EBV)在感染正常细胞后参与胃癌(GC)的癌变，并诱导肿瘤微环境(TME)的组成高度可变。然而，目前仍然缺乏对与EBV免疫浸润调节相关的关键基因的系统生物信息学分析。因此，作者系统地分析了EBV感染与免疫浸润调节的关机，并筛选出关键基因构建预后模型。

数据来源

研究思路

作者利用TCGA和GEO数据库中的胃癌(GC)相关数据基因表达和临床数据，来分析EBV感染与GC中免疫浸润概况之间的关联。应用加权基因共表达分析(WGCNA)来阐明与GC中EBV相关免疫浸润相关的基因功能模块。基于GC组织微阵列芯片，分析EBV-和EBV+肿瘤样本之间关键hub基因的表达，并利用单细胞测序数据，分析hub基因与免疫细胞浸润的相关性。最后基于临床样本进行hub基因的验证及功能探讨。

主要结果

1. EBV感染改变了GC中免疫浸润的特征

采用了CIBERSORT算法分析EBV感染是否影响GC中肿瘤浸润免疫细胞(TIIC)的比例，结果发现TIIC的分布因细胞种类而异（图1A）。并且，EBV-和EBV+组织之间未发现显着相关性（图1B）。与EBV-样本相比，EBV+GC组织具有更多比例的B细胞记忆（图1C）、CD8+T细胞（图1D）、T细胞CD4记忆静息（图1E）和T细胞CD4记忆激活（图1F）。这些结果表明EBV改变了免疫浸润的特征并促进了GC组织中的炎症反应

图1 EBV感染改变了GC中免疫浸润的特征

2. 三个基因集的DEG鉴定及功能分析

为了确定受EBV感染调节的差异基因，火山图片显示了GSE551575（图2A）的DEG分布。这三个数据集共包括208个相同的上调基因（图2B）和110个相同的下调基因（图2C）。对DEG的GO和KEGG通路富集分析这些差异基因与免疫和炎症反应显着相关（图2D)。这些结果表明EBV感染与GC组织免疫反应的激活密切相关。

图2 三个基因集的DEG鉴定及功能分析

3. 参与免疫浸润反应基因模块的筛选

为了识别与免疫浸润相关的关键基因模块，EBV+与EBV-的GC组织之间的所有DEG都用于构建层次聚类树。作者进行了共表达分析以构建共表达网络，确定了三个共表达模块，分别用蓝色、棕色和灰色显示（图3A）。相关的热图及TOM值如图3B、3C所示。使用不同的免疫细胞（MCP算法）和ESTIMATE分数进一步评估模块与免疫浸润之间的关联，发现棕色模块与CD8T细胞、细胞毒性淋巴细胞、B系、NK细胞、单核细胞系、骨髓DC、内皮细胞和所有ESTIMATE评分呈正相关（图3D）。

图3 参与免疫浸润反应基因模块的筛选

4. EBV+GC中的免疫相关基因筛选及Hub基因鉴定

为了识别EBV+GC中关键的免疫相关基因，从DEG中提取了与免疫相关基因的交集基因。共有75个基因被鉴定为EBV+GC中的关键免疫相关基因（图4A）。PPI分析这些基因之间的关系，供筛出6个内环基因（图4B）。这些中枢基因在免疫反应、白细胞活化、适应性免疫系统、白细胞活化调节和炎症反应的调节等方面富集（图4C）。

图4 EBV+GC中的免疫相关基因筛选及Hub基因鉴定

5. 关键hub基因与GC的关联分析

应用了TIMER数据库进一步确认这些关键中枢基因与TIIC的相关性，结果发现GBP1（图5A）、IRF1（图5B）与CD8+T细胞和CD4+T细胞呈正相关。利用两个单细胞数据集GSE134520（图5G)和GSE167297(图5N)进一步探索GC中不同细胞类型中关键中枢基因的表达（图5G、N）。

图5 关键hub基因与GC的关联分析

6. GBP1、BIN2和LAP3在 EBV+GC肿瘤组织中表达检测及功能试验

为了检测GC组织中关键中枢基因的表达谱，作者对204个GC组织使用IHC验证GBP1、BIN2和LAP3的表达和分布。结果发现，在这204个GC组织中，9.45%的样本为EBV阳性（19例）。如图6A所示，GBP1和BIN2以及LAP3均主要在细胞质中表达，且GBP1、BIN2和LAP3在EBV阳性组织中的表达水平高于EBV阴性组织（图6B、C、D）。在细胞系中分别过表达5个hub基因后，LMP1过表达的MGC-803细胞具有更高水平的GBP1和IRF1，而其他四种基因的表达没有受到显着影响（图6E）。