تحليل المعلوماتية الحيوية الشاملة للسرطان مع التحقق التجريبي لسرطان القولون: دراسة على TMED3 كمؤشر تشخيصي وتنبؤي

ملخص

يجمع هذا البروتوكول بين تحليل المعلوماتية الحيوية للسرطان والتحقق الكيميائي المناعي في سرطان القولون لتقييم تعبير مجال نقل البروتين عبر الغشاء Emp24، والأهمية التنبؤية، والارتباطات المناعية، والمسارات البيولوجية ذات الصلة باستخدام قواعد بيانات التنوع العام وعينات الأنسجة السريرية.

الملخص

تم الاتهام بأنه مجال نقل البروتين عبر الغشاء Emp24 3 (TMED3)، وهو عضو في عائلة بروتينات p24، في تكاثر الأورام وغزو وهجرتها. هدفت هذه الدراسة إلى تقييم أنماط التعبير، والأهمية التنبؤية، والارتباطات المناعية، والوظائف البيولوجية المحتملة ل TMED3 عبر أنواع متعددة من السرطان باستخدام تحليل المعلوماتية الحيوية الشاملة للسرطان مع التحقق من صحة الهيستوكيميائية المناعية (IHC) في سرطان القولون. تم تحليل مجموعات بيانات Multiomics من أطلس جينوم السرطان، وتعبير الأنسجة الجينومي، وUALCAN، وأطلس البروتين البشري، وcBioPortal لدراسة تعبير TMED3 والتغيرات الجينية في السرطان الشامل. تم إجراء تحليل الكيمياء المناعية لتقييم تعبير بروتين TMED3 في أنسجة سرطان القولون. تم استخدام تحليل البقاء على قيد الحياة بنظام كابلان–ماير وتحليل الانحدار في كوكس لتقييم القيمة التنبؤية ل TMED3. تم إجراء تحليل الارتباط من سبيرمان لتقييم الروابط بين TMED3 وعبء الطفرات في الأورام، وعدم استقرار الأقمار الصناعية الدقيقة (MSI)، وتسلل الخلايا المناعية، ونقاط التفتيش المناعية. تم إجراء تحليل إثراء مجموعة الجينات لدراسة المسارات البيولوجية المحتملة المرتبطة ب TMED3 في سرطان القولون. كان تعبير TMED3 مرتفعا في معظم أنواع الأورام وكان مرتبطا ببقاء غير مواتية بشكل عام وبقاء خاص بالأمراض في سرطان الغدة القشرية، وسرطان الغدة القولونية، والميلانوما العنبي. تم تحديد أكبر تكرار للتغيرات الجينية ل TMED3 في الورم المتوسط، حيث يمثل التضخيم النوع السائد من التغيير. بالإضافة إلى ذلك، أظهر تعبير TMED3 ارتباطات كبيرة مع عبء الطفرات الورمية وعدم استقرار الميكروساتلايت في سرطان الخلايا الشفافة الكلوية الكلىية، وسرطان الغدة في المعدة، وسرطان بطانة الرحم في جسم الرحم. كان تعبير TMED3 مرتبطا أيضا بتسرب المناعة والتعبير عن نقاط التحقق المناعية في عدة أورام. أظهر تحليل IHC زيادة في تعبير TMED3 في أنسجة سرطان القولون مقارنة بأنسجة القولون الطبيعية، وأظهر ارتباطا بمرحلة التستوستيرون. حدد تحليل الإثراء الوظيفي مسارات مرتبطة بالريبوسوم، ومعالجة وظهور المستضدات، والفسفرة التأكسدية، وفوسفات البنتوز. تشير هذه النتائج إلى أن TMED3 قد يمثل مؤشرا حيويا واعدا لتشخيص وتقييم سرطان القولون بالإضافة إلى أنواع الأورام الأخرى.

المقدمة

تتكون عائلة بروتينات مجال Emp24 عبر الغشاء (TMED) من أربع عائلات فرعية (α، β، γ، و δ) توجد عادة كأحاديات أو ثنائية أو مركبات أوليغوميرية في الخلايا حقيقية النواة. يشارك أفراد عائلة TMED في تجارة الحويصلات داخل الخلية وقد تورطوا في مجموعة متنوعة من الأمراض البشرية، بما في ذلك السرطان، واضطرابات المناعة، والسكري، والأمراض التنكسية العصبية، ومرض الكبد الدهني غير الكحولي، واعتلال عضلة القلب المتوسع، ومرض الكلى الناتج عن الميوسين 1 (MKD)، ومتلازمة شوغرن (SS)¹. بروتين EMP24 يحتوي على المجال 3 (TMED3)، وهو عضو في عائلة بروتينات p24، هو بروتين عابر للغشاء من النوع الأول أحادي المرور محفوظ للغاية على الكروموسوم 15q25.1 لدى البشر ^2,3. أظهرت الأدلة المتراكمة أن TMED3 يعبر عنه بشكل غير طبيعي في عدة أورام خبيثة ويشارك في بدء الورم، وتكاثره، والغزو، والانتشار، وتقدمه. تم الإبلاغ عن ارتفاع تعبير TMED3 في الساركوما^{العظمية 4}، سرطان الخلايا الحرشفية^{الرئوي 5}، سرطان الثدي⁶، سرطان بطانة الرحم⁷، وسرطان القولون والمستقيم⁸. أظهرت الدراسات التجريبية أن كبح تعبير TMED3 يثبط تكاثر خلايا الورم، وقدرتها على الانتقال، ونشاط مضاد الاستماتة، مما يقيد تقدم الورم. في الورم الدبقي المزمن، ارتبط فرط تعبير TMED3 بدرجة أعلى وتوقعات أضعف للورم، كما أبلغ أن TMED3 يعزز تقدم الورم الأرومي الدبقي من خلال تنظيم ZBTB7A⁹. على الرغم من أن التحقيقات السابقة استكشفت الدور البيولوجي ل TMED3 في أنواع الأورام المحددة، إلا أن أنماط تعبيره، وأهميته التنبؤية، ووظائفه الجزيئية عبر السرطان الشامل لم يتم توصيف بعد بشكل منهجي.

مكنت التطورات الحديثة في قواعد بيانات المولتيوميكس وتحليل المعلوماتية الحيوية من التقييم المنهجي لتعبير الجينات، والتوقعات والخصائص المناعية، والتغيرات الجزيئية عبر أنواع الأورام المختلفة. مقارنة بالدراسات التي أجريت على مجموعة واحدة، يوفر التحليل المتكامل للسرطان باستخدام قواعد بيانات متاحة للجمهور نهجا أوسع لتحديد العلامات الحيوية المحتملة والأهداف العلاجية عبر أنواع السرطان. في هذه الدراسة، أجريت تحليلات شاملة للمعلوماتية الحيوية لاستكشاف دور TMED3 عبر أنواع متعددة من أنواع السرطان باستخدام قواعد بيانات متعددة الوسائط المتاحة للجمهور، بما في ذلك أطلس جينوم السرطان (TCGA)، وتعبير النمط الجيني والأنسجة (GTEx)، وUALCAN، وأطلس البروتين البشري، وcBioPortal. قامت الدراسة بتقييم منهجية أنماط تعبير TMED3، والخصائص السريرية المرضية، والأهمية التنبؤية، والارتباطات المناعية، والوظائف البيولوجية المحتملة في السرطان الشامل. بالإضافة إلى ذلك، أجري تحليل كيميائي مناعي (IHC) في أنسجة سرطان القولون للتحقق من تعبير بروتين TMED3 وارتباطه بالخصائص السريرية المرضية. يعمل تحليلنا الشامل للسرطان كاستراتيجية فحص لتحديد المؤشرات الحيوية المرشحة. ثم أجرينا التحقق التجريبي تحديدا في سرطان القولون والمستقيم. تظهر النتائج أن TMED3 يعد علامة حيوية تنبؤية واعدة في CRC، رغم أن ارتباطه بأنواع أخرى من السرطان يتطلب مزيدا من البحث.

البروتوكول

تم تنفيذ جميع الإجراءات المتعلقة بالأنسجة البشرية وفقا لإرشادات السلامة البيولوجية والأخلاقية المؤسسية وداخل خزانة سلامة بيولوجية معتمدة. تمت الموافقة على بروتوكول الدراسة من قبل لجنة أخلاقيات البحث في مستشفى تانغشان المركزي (رقم TZYL/K/2023-16)، وتم الحصول على موافقة مكتوبة مستنيرة من جميع المشاركين قبل جمع العينات.

جمع البيانات
تم الحصول على بيانات ملف تعبير TMED3 من أورام وأنسجة طبيعية غير مرتبطة من قواعد بيانات TCGA وGTEx^10,11 (TCGA: https://portal.gdc.cancer.gov/؛ GTEx: https://gtexportal.org/؛ تم الوصول إليه في 1 يوليو 2025). تم إجراء اختبارات المجموع الويلكوكسون لتحليل التعبير التفاضلي ل TMED3 بين الأنسجة الطبيعية الورمية وغير المتوافقة. تم استخدام مصفوفات تعبير تسلسل الحمض النووي الريبي المصحى بالنسخة النسبية لكل مليون (TPM) التي تم تنزيلها من UCSC Xena في التحليلات اللاحقة. تم توحيد قيم التعبير باستخدام تحويل log₂(TPM + 1) قبل التحليل الإحصائي. تم تنزيل بيانات تعبير TMED3 ل 33 نوعا من الأورام والأنسجة الطبيعية المتطابقة لاحقا من قاعدة بيانات TCGA. تم استخدام اختبارات تصنيف ويلكوكسون لتقييم التعبير التفاضلي ل TMED3 بين الأورام والأنسجة الطبيعية المتطابقة. تم الحصول على التعبير التفاضلي عن بروتين TMED3 بين الأنسجة الورمية والطبيعية من قاعدة بيانات UALCAN¹² (http://ualcan.path.uab.edu؛ تم الوصول إليها في 1 يوليو 2025). تم الوصول إلى وحدة تحليل البروتيوميات، وتم اختيار خيار "عرض السرطان الشامل" للتحليل. تم إجراء تحليلات تعبير البروتين باستخدام مجموعات بيانات CPTAC المتوفرة من خلال وحدة "Pan-cancer View" في UALCAN مع إعدادات المنصة الافتراضية ودون ترشيح عينات إضافي.

تحليل السمات السريرية المرضية
تم جمع معلومات سريرية مرضية من 33 نوعا من الأورام في قاعدة بيانات TCGA لدراسة العلاقة بين تعبير TMED3 والمرحلة المرضية. تم تصنيف مراحل الورم إلى مجموعات في المراحل المبكرة (المرحلة الأولى إلى الثانية) والمراحل المتقدمة (المرحلة الثالثة إلى الرابعة). تم تقييم الفروق في تعبير TMED3 بين مجموعات المرحلة باستخدام اختبارات ويلكوكسون ذات المجموع الترتيبي عبر عدة أنواع من السرطان.

التحليل التنبؤي
تم الحصول على بيانات مدة البقاء وحالة البقاء من 33 نوعا من الأورام للتحليل التنبؤي. تم استبعاد الحالات الطبيعية والحالات التي لا تحتوي على معلومات سريرية. تم التعامل مع القيم المفقودة وفقا لنقص كل متغير. تم تقسيم تعبير TMED3 إلى مجموعتين من حيث التعبير العالي والمنخفض وفقا لقيمة التعبير الوسيطة. تم استخدام حزمة البقاء (الإصدارات 3.2-7) في برنامج التحليل الإحصائي R (الإصدار 4.2.1) لإجراء تحليل الانحدار النسبي للمخاطر في كوكس. تم تصور النتائج باستخدام حزم survminer و ggplot2. تم تعريف البقاء الكلي (OS) بأنه الفترة من التشخيص إلى الوفاة من أي سبب، بينما تم تعريف البقاء على قيد الحياة حسب المرض (DSS) بأنه الفترة من التشخيص إلى الوفاة المنسوبة إلى السرطان المحدد، مع معاملة الوفيات غير المرتبطة بالورم الخبيث كأحداث خاضعة للمراقبة. تم إجراء تحليلات بقاء كابلان–ماير لاحقا لتقييم العلاقات بين تعبير TMED3 وكل من OSو DSS في سرطان الغدة القولونية (COAD).

تحليل الطفرات
تم استخدام قاعدة بيانات cBioPortal (www.cbioportal.org؛ تم الوصول إليها في 5 يوليو 2025) لتحليل تكرار التغيرات الجينية ل TMED3 عبر 33 نوعا من السرطان¹³. تم الوصول إلى موقع cBioPortal، وتم إدخال "TMED3" في شريط البحث السريع لتحليل ملف الطفرات في TMED3 عبر أنواع متعددة من السرطان. شملت التعديلات الجينية في TMED3 بشكل رئيسي الطفرات، والتضخيم، والحذف العميق، والتعديلات المتعددة. تم استخدام الدراسات الشاملة الافتراضية للسرطان وإعدادات الاستعلام المتاحة في cBioPortal لتحليل الطفرات دون الحاجة إلى تصفية إضافية.

تحليل الارتباط لمثيلة الحمض النووي
تم إجراء تحليل مثيلة الحمض النووي لتقييم حالة مثيلة المنشط ل TMED3 في الأنسجة الورمية والطبيعية باستخدام قاعدة بيانات UALCAN (https://ualcan.path.uab.edu/؛ تم الوصول إليها في 5 يوليو 2025). تم تحليل حالة مثيلة الحمض النووي لمنطقة مروج TMED3 باستخدام بيانات المثيلة المستوى 3 التي تم إنشاؤها من منصة Illumina Infinium HumanMethylation450K في TCGA. تم التعبير عن مستويات المثيلة كقيم β ، محسوبة ك β = شدة المجس المثيلة / (شدة المجس المثيلة + شدة المجس غير المثيل)، مع قيم تتراوح من 0 (غير ميثيل) إلى 1 (مثيلة بالكامل). تم تحليل مجسات CpG الموجودة ضمن 1500 قطعة قاعدة من موقع بدء النسخ (TSS)، بما في ذلك TSS200 والمناطق TSS1500 المحددة بواسطة UALCAN، لتقييم حالة مثيلة المحفز. قام UALCAN باستخراج جميع مجسات CpG المتاحة تلقائيا ضمن منطقة المحفز للجين المستهدف دون الحاجة إلى ترشيح إضافي. تم الحصول على قيم β المثيلة من الأنسجة السرطانية والطبيعية الطبيعية، وأجريت اختبارات تستوستيرون غير مزدوجة من عينتين لمقارنة الفروق بين المجموعات. تم استخدام عتبة دلالة α = 0.05، واعتبر P < 0.05 ذات دلالة إحصائية.

تحليل العلاقة المتبادلة بين TMED3، عبء الطفرات الورمية، وعدم استقرار الأقمار الصناعية الدقيقة
تم تحليل عبء الطفرات الورمية (TMB) وعدم استقرار الأقمار الصناعية الدقيقة (MSI) للتحقيق في ارتباطهما بتعبير TMED3 عبر أنواع متعددة من السرطان. تم تنزيل مجموعات بيانات شاملة للسرطان معالجة بشكل موحد من قاعدة بيانات UCSC Xena (https://xenabrowser.net/؛ تم الوصول إليها في 5 يوليو 2025)، وتم استخراج ملفات تعريف تعبير TMED3 للتحليلات اللاحقة. تم الحصول على بيانات التغير النيوكليوتيد البسيط من المستوى 4 لعينات TCGA المولدة باستخدام MuTect2 من قاعدة بيانات الجينوم المشتركة (GDC) (https://portal.gdc.cancer.gov/)¹⁴. تم دمج بيانات تعبير TMED3 مع مجموعات بيانات TMB، وتم تطبيع قيم التعبير باستخدام تحويل log₂(x + 1) قبل التحليل الإحصائي. تم جمع درجات MSI لأنواع الأورام الفردية من الدراسات^{المنشورة سابقا 15} ودمجت لاحقا مع بيانات تعبير TMED3 بعد نفس إجراء التطبيع. تم تقييم الروابط بين تعبير TMED3 وTMB/MSI باستخدام تحليل سبيرمان في مجموعات بيانات شاملة للسرطان^16,17.

تحليل الخصائص المناعية ل TMED3
تم تطبيق خوارزمية ESTIMATE لحساب درجات الستروما، ودرجات المناعة، ودرجات ESTIMATE لأنواع الأورام المتعددة. تم توليد درجات التسلل البترومي والمناعة في مجموعات بيانات السرطان الشامل باستخدام حزمة التقدير (الإصدار 1.0.13) في برنامج التحليل الإحصائي. تم تقييم الفروق في درجة الستروما، ودرجة المناعة، ودرجة ESTIMATE بين مجموعات تعبير TMED3 العالي والمنخفض باستخدام اختبارات ويلكوكسون لمجموع الترتيب. بالإضافة إلى ذلك، أجريت تحليلات متعلقة بنقاط التفتيش المناعية لدراسة العلاقات بين تعبير TMED3 وجزيئات نقاط التحقق المناعية، بما في ذلك بروتين موت الخلايا المبرمج 1 (PD-1)، والرابطة المبرمجة للموت 1 (PD-L1)، والبروتين 4 المرتبط بالخلايا اللمفاوية T السامة (CTLA4)، عبر أنواع مختلفة من السرطان. تم تنزيل بيانات تعبير عد النجوم والمعلومات السريرية المقابلة ل COAD من قاعدة بيانات TCGA. تم استخراج ومصفوفات التعبير المنسقة بتنسيق TPM وتطبيعها باستخدام تحويل log₂(TPM + 1). تم لاحقا الحصول على ملفات تعريف التعبير لثمانية جينات مرتبطة بنقاط التفتيش المناعية من عينات COAD، وتم تحليل الارتباطات بين تعبير TMED3 وعلامات نقاط التحقق المناعية باستخدام تحليل الارتباط سبيرمان.

تحليل حساسية الأدوية
تم إجراء تحليل حساسية الأدوية باستخدام منصة GSCALite لدراسة العلاقة بين تعبير TMED3 واستجابة الأدوية المضادة للسرطان عبر أنواع السرطان المختلفة¹⁸. تم الحصول على بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي من المستوى 3 والمعلومات السريرية المقابلة لعينات COAD من مجموعة بيانات TCGA. تم توليد استجابات العلاج الكيميائي المتوقعة لكل عينة باستخدام بيانات من قاعدة بيانات جينوميات حساسية الأدوية في السرطان (GDSC) (https://www.cancerrxgene.org/). تم التنبؤ باستجابة الأدوية باستخدام حزمة pRRophetic في برنامج التحليل الإحصائي. تم حساب قيم تركيز التثبيط نصف الحد الأقصى المقدرة (IC₅₀) باستخدام انحدار الحافة مع الإعدادات الافتراضية، بما في ذلك تصحيح تأثير الدفعات من خلال خوارزمية القتال وتحليلات التعديل الخاصة بالأنسجة. تم قياس متوسط قياسات التعبير الجيني المكررة قبل التحليل اللاحق.

التعبير والتوقعات لTMED3 في سرطان القولون
تم الحصول على ملفات تعبير TMED3 والبيانات السريرية المرضية المقابلة لسرطان القولون الغدي من قاعدة بيانات TCGA. تم تقييم التعبير التفاضلي ل TMED3 بين أنسجة سرطان القولون والأنسجة الطبيعية غير المتطابقة باستخدام اختبارات ويلكوكسون لمجموع الترتيب، بينما تم تحليل الارتباطات بين تعبير TMED3 والخصائص السريرية المرضية باستخدام اختبارات كاي-تربيع. تم تقسيم المرضى إلى مجموعات عالية ومنخفضة التعبير وفقا لمستوى التعبير الوسيط ل TMED3. تم إجراء تحليل بقاء كابلان-ماير لاحقا لمقارنة الفروق التنبؤية بين المجموعتين. تم إجراء تحليلات الانحدار النسبي للمخاطر أحادية المتغير ومتعددة المتغيرات لتقييم الأهمية التنبؤية لتعبير TMED3 في سرطان القولون. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء تحليل منحنى خصائص تشغيل المستقبل (ROC) المعتمدة على الوقت لتقييم الأداء التنبؤي لتعبير TMED3 لنظام التشغيل لمدة سنة واحدة وثلاث وخمس سنوات. تم إجراء تحليلات ROC باستخدام حزمة timeROC في برنامج التحليل الإحصائي، وتم توليد تصور رسومي باستخدام حزمة ggplot2.

تحليل الكيمياء المناعية
تم اختيار 60 عينة من أنسجة سرطان القولون و20 نسجة غير سرطانية عشوائيا من مستشفى تانغشان المركزي. تمت الموافقة على الدراسة من قبل لجنة مراجعة المؤسسات المحلية (رقم TZYL/K/2023-16)، وتم الحصول على موافقة مستنيرة مكتوبة من جميع المرضى قبل الجراحة. تم الحصول على جميع عينات الأنسجة من مرضى خضعوا لعملية استئصال جراحية دون علاج كيميائي أو مناعي سابق. شملت المجموعة 39 مريضا ذكرا و21 مريضا أنثى تتراوح أعمارهم بين 20 و87 عاما. وفقا لمعايير المراحل التي أجرتها جامعة ديوك، تم تصنيف 33 مريضا كمرحلة I+II و27 مريضا كمرحلة III+IV. قد يؤدي توزيع مراحل المجموعة إلى إدخال تحيز انتقائي محتمل نحو مراحل المرض المتقدمة؛ لذلك، يجب تفسير النتائج المتعلقة بالبقاء بحذر.

تم تقسيم عينات الأنسجة المدمجة في البارافين إلى شرائح بحجم 4 ميكرومتر، تلاها إزالة البارافينية وإعادة الترطيب. تم تبييد نشاط البيروكسيداز الداخلي باستخدام 4٪_H2O₂، وتم حجب الارتباط غير النوعي لاحقا باستخدام مصل الماعز. ثم تم حضانة المقاطع طوال الليل عند 4°C مع الجسم المضاد الأساسي TMED3 بتخفيفة 1:100. في اليوم التالي، تم تطبيق بوليمر IgG المضاد للأرانب (PV-6000) لمدة 30 دقيقة في درجة حرارة الغرفة. تم رؤية النشاط المناعي باستخدام صبغة دامينوبينزيدين، وتم تركيب الأجزاء على راتنج محايد. تم فحص التلوين النسيجي تحت مجهر بصري عالي التكبير. تم تقييم شدة صبغة المناعة على أنها 0 (سلبي)، 1 (ضعيف)، 2 (متوسط) و3 (قوي)، بينما تم تصنيف نسبة الخلايا الورمية الإيجابية إلى 1 (1٪–25٪)، 2 (26٪–50٪)، 3 (51٪–75٪)، أو 4 (76٪–100٪). تم حساب الدرجات النهائية للمواد الكيميائية المناعية عن طريق ضرب شدة التلوين في نسبة مئوية الخلايا الورمية الإيجابية. تم تصنيف مستويات تعبير TMED3 إلى سلبية/منخفضة التعبير (درجة ≤ 6) أو مفرطة في التعبير (الدرجة > 6)¹⁹.

تحليل إثراء جينات TMED3 في سرطان القولون
تم إجراء تحليل إثراء الجينات لتقييم الوظائف البيولوجية المحتملة ومسارات الإشارات المرتبطة بتعبير TMED3 في سرطان القولون. تم فحص الجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي بين مجموعات تعبير TMED3 العالي والمنخفض باستخدام حزمة DESeq2 في برنامج التحليل الإحصائي. تم تطبيع بيانات العد الخام التي تم الحصول عليها من TCGA باستخدام طريقة تطبيع النسبة الوسيطة التي تم تنفيذها في DESeq2. تم استبعاد الجينات منخفضة التعبير التي بلغت أعدادها <10 في أكثر من 50٪ من العينات قبل التحليل. تم تحديد الجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي باستخدام عتبات |log₂ (FC)| ≥ 1 وتم تعديل P < 0.05 بعد تصحيح الاختبارات المتعددة لبنجاميني-هوشبرغ (BH). تم تثبيت جميع المعايير التحليلية لضمان قابلية تكرار التحليل.

لاحقا، تم إجراء تحليل إثراء مجموعات الجينات (GSEA) باستخدام حزمة clusterProfiler في R استنادا إلى مجموعات جينات موسوعة كيوتو للجينات والجينومات (KEGG) (الإصدار 7.5.1) التي تم الحصول عليها من قاعدة بيانات التواقيع الجزيئية (MSigDB). تم إنشاء قائمة جينية مصنفة مسبقا وفقا لقيم تغير الطي log2 بين مجموعات تعبير TMED3 العالي والمنخفض. تم إجراء تحليل الإثراء باستخدام 1000 تبديلة ظاهرية، وتم تضمين مجموعات جينية تحتوي على 15–500 جين في التحليل. تم اعتبار المسارات التي حصلت على قيم مطلقة بدرجة الإثراء الطبيعية (NES) >1، ونسبة P المعدلة < 0.05، ومعدل الاكتشاف الكاذب (FDR) < 0.25 غنية بشكل ملحوظ. تم الاحتفاظ بإثراء مسار مرض باركنسون لأن هذا المسار مرتبط ارتباطا وثيقا بخلل وظائف الميتوكوندريا والعمليات البيولوجية المرتبطة بالفسفرة التأكسدية، والتي تشارك أيضا في إعادة برمجة أيض الورم وتطور السرطان.

التحليل الإحصائي
تم إجراء جميع التحليلات الإحصائية باستخدام برنامج التحليل الإحصائي. تم تقييم التعبير التفاضلي بين المجموعات باستخدام اختبارات ويلكوكسون ذات الجانبين لمجموع الرتبة للعينات غير المزدوجة واختبارات ويلكوكسون ذات الترتيب الموقعة للعينات الزوجية. تم تقييم الروابط بين تعبير TMED3 والمتغيرات السريرية المرضية باستخدام اختبارات كاي-تربيع. تم إجراء تحليلات البقاء باستخدام حزمة البقاء (الإصدار 3.3-1)، وتم توليد منحنيات بقاء كابلان–ماير باستخدام حزمة الناشئ. تمت مقارنة الفروق في نتائج البقاء بين المجموعات باستخدام اختبار الرتبة اللوغاريتمية. تم تطبيق نماذج الانحدار للمخاطر النسبية كوكس لتحديد العوامل التنبؤية المرتبطة بالتلازم. تم تصنيف المرضى إلى مجموعات عالية ومنخفضة التعبير وفقا لمستوى التعبير الوسيط ل TMED3. تم إجراء تحليلات ROC تعتمد على الوقت باستخدام حزمة timeROC، وتم توليد أرقام باستخدام حزمة ggplot2. ما لم يذكر خلاف ذلك، تم تعريف الدلالة الإحصائية بأنها قيمة P ثنائية الجانب < 0.05.

تم إجراء تحليل الارتباط بتقنية سبيرمان لتقييم الارتباطات بين تعبير TMED3 وخصائصه المناعية، وTBMB، وMSI. تم استخدام بيانات التعبير الكمي الموحدة التي تم الحصول عليها من قواعد البيانات العامة المقابلة لجميع تحليلات الارتباط. بالنسبة لبيانات تسلسل الحمض النووي الريبي TCGA، تم تحويل قيم التعبير المنسقة بواسطة TPM باستخدام تطبيع log₂(TPM + 1) قبل التحليل حيثما كان ذلك ضروريا. تم استبعاد العينات التي تحتوي على بيانات سريرية أو جزيئية مفقودة قبل التحليل الإحصائي. أجريت تحليلات الارتباط من سبيرمان كاختبارات ثنائية الطرف وغير معلمية. تم استخدام قيم P الخام في التحليلات التي تضمنت مقارنات محدودة، بما في ذلك اختبارات ويلكوكسون، وتحليلات الارتباط لسبيرمان، وتحليلات البقاء. بالنسبة لتحليلات المعلوماتية الحيوية عالية الإنتاجية واسعة النطاق، بما في ذلك تحليل التعبير الجيني التفريقي، وتحليل إثراء KEGG، وتحليل GSEA، تم إجراء تصحيح متعدد الاختبارات باستخدام طريقة BH FDR. تم اعتبار قيم روزفلت المعدلة البالغة <0.05 ذات دلالة إحصائية.

النتائج

تحليل تعبير TMED3 في السرطان الشامل
أظهرت تحليلات مجموعات بيانات TCGA وGTEx أن تعبير حمض الريبونوكلييك الرسولي TMED3 (mRNA) كان مرتفعا بشكل ملحوظ في معظم أنسجة الورم مقارنة بالأنسجة الطبيعية المقابلة، بما في ذلك سرطان الغدة الدماغية (ACC)، سرطان المثانة الوهلية البولية (BLCA)، سرطان الثدي الغازي (BRCA)، سرطان الخلايا الحرشفية العنقية وسرطان الغدة الداخلي العنقي (CESC)، سرطان الصفراء (CHOL)، سرطان الغدة القولونية (COAD)، لمفوما الخلايا البائية الكبيرة المنتشرة (DLBC)، سرطان المريء (ESCA)، الورم الأرومي الدبقي متعدد الأشكال (GBM)، سرطان الخلايا الكلوية الصافية الكلوية (KIRC)، سرطان الخلايا الحليمية الكلوية الكلوية (KIRP)، الورم الدبقي الدماغي المنخفض الدرجة (LGG)، سرطان الخلايا الكبدية الكبدية الكبدية (LIHC)، سرطان الغدة في الرئة (LUAD)، سرطان الخلايا الحرشفية الرئوية (LUSC)، ورم المسيرات السرطانية المصلية في المبيض (OV)، سرطان الغدة البنكرياس (PAAD)، ورم الخلايا الورمية والعقدة الخلاوية (PCPG)، سرطان الغدة البروستاتا (PRAD)، سرطان الغدة المستقيم (READ)، الميلانوما الجلدية الجلدية (SKCM)، سرطان الغدة في المعدة (STAD)، وأورام الخلايا الجرثومية في الخصية (TGCT)، وسرطان الغدة الدرقية (THCA)، والورم الغدة الدرقية (THYM)، وسرطان بطانة الرحم في جسم الرحم (UCEC)، وسرطان الساركوما الرحمي (UCS)، في حين لوحظ انخفاض في التعبير في سرطان الخلايا الحرشفية في الرأس والرقبة (HNSC) وسرطان الدم النخاعي الحاد (LAML) (الشكل 1A). كانت الأنسجة الطبيعية المجاورة المتطابقة بمثابة عناصر تحكم لتحليلات التعبير الزوجي. أكد تحليل TCGA المزدوج زيادة ملحوظة في تعبير TMED3 في أنسجة BLCA، BRCA، CHOL، COAD، كروموفوبوب الكلى (KICH)، KIRP، KIRC، LIHC، LUAD، LUSC، PRAD، STAD، وUCEC مقارنة بالأنسجة الطبيعية المزدوجة (الشكل 1B). بالإضافة إلى ذلك، أظهر تحليل تعبير البروتين باستخدام قاعدة بيانات UALCAN/اتحاد تحليل الأورام البروتيومية السريري (CPTAC) زيادة في مستويات بروتين TMED3 في أنسجة الورم BRCA، COAD، GBM، KIRC، LIHC، LUAD، LUSC، OV، وUCEC، في حين لوحظ انخفاض في تعبير البروتين في PAAD مقارنة بالأنسجة الطبيعية (الشكل 1C). ومع ذلك، كان تعبير بروتين TMED3 أقل في PAAD مقارنة بالأنسجة الطبيعية. قد يعكس هذا التفاوت بين أنماط تعبير الرنا والبروتينات آليات تنظيمية بعد النسخ أو ما بعد الترجمة. تشير هذه النتائج إلى أن TMED3 يتعرض لزيادة غير منتظمة في عدة أنواع من السرطان، وقد يرتبط بخصائص تشخيصية وتوقعية عبر عدة أنواع سرطان.

الشكل 1. ملفات تعبير TMED3 عبر سرطانات البشر. (أ) التعبير التفاضلي عن mRNA ل TMED3 بين الأنسجة الورمية والطبيعية عبر أنواع متعددة من السرطان بناء على مجموعات بيانات TCGA وGTEx. تعرض مستويات التعبير كلوغاريتمية₂(TPM + 1). (ب) تحليل مزدوج لتعبير mRNA ل TMED3 بين أنسجة الورم والأنسجة الطبيعية المجاورة المتطابقة من مجموعات بيانات TCGA. (ج) التعبير التفاضلي عن بروتين TMED3 بين الأنسجة الطبيعية والأورام الأولية في مجموعات بيانات CPTAC/UALCAN، بما في ذلك سرطان الثدي الغازي (BRCA)، سرطان الغدة القولونية (COAD)، الورم الأرومي الدبقي متعدد الأشكال (GBM)، سرطان الخلايا الشفافة الكلوية الكلوية (KIRC)، سرطان الخلايا الكبدية الكبدية (LIHC)، سرطان الغدة في الرئة (LUAD)، سرطان الخلايا الحرشفية الرئوية (LUSC)، الورم المسيسي الخلفي المبيضي (OV)، سرطان الغدة الغدي في البنكرياس (PAAD)، وسرطان بطانة الرحم في جسم الرحم (UCEC). تعرض البيانات على شكل مخططات صندوقية. تم تحليل الدلالة الإحصائية باستخدام اختبارات ويلكوكسون لمجموع الرتبة أو اختبارات الرتبة الموقعة بويلكوكسون، حسب الاقتضاء. *السعر < 0.05، **السعر < 0.01، ***السعر < 0.001؛ NS، غير مهم. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

تحليل السمات السريرية المرضية
أظهر التحليل السريري أن تعبير TMED3 كان أعلى بشكل ملحوظ في الأورام المتقدمة (المرحلة III–IV) مقارنة بالأورام المبكرة (المرحلة I–II) في ACC، KIRC، KIRP، وLUAD (الشكل 2). في المقابل، كان تعبير TMED3 منخفضا بشكل ملحوظ في أنسجة UCEC المتقدمة. تشير هذه النتائج إلى أن ارتفاع تعبير TMED3 قد يكون مرتبطا بتقدم الأورام في عدة أنواع سرطانية.

الشكل 2. العلاقة بين تعبير TMED3 والمرحلة المرضية عبر عدة أنواع سرطان. تظهر مخططات الكمان مستويات تعبير mRNA في TMED3 في الأورام المبكرة (المرحلة I–II) والأورام المتقدمة (المرحلة III–IV) في سرطان الغدة الدماغية (ACC)، وسرطان الخلايا الشفافة الكلوية الكلوية (KIRC)، وسرطان الخلايا الحليمية الكلوية (KIRP)، وسرطان الغدة في الرئة (LUAD)، وسرطان بطانة الرحم في الجسم الرحمي (UCEC). تعرض مستويات التعبير كلوغاريتمية₂(TPM + 1). تم تقييم الدلالة الإحصائية باستخدام اختبارات ويلكوكسون لمجموع الترتيب. *P < 0.05، ***P < 0.001. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

التحليل التنبؤي
أظهرت تحليلات الانحدار والبقاء على كوكس أن ارتفاع تعبير TMED3 مرتبط بضعف نظام التشغيل في ACC وCOAD وLUAD وUVM (الشكل 3A). كشف تحليل DSS أيضا أن ارتفاع تعبير TMED3 كان مرتبطا بشكل كبير بDSS غير المواتي في ACC، COAD، GBM، KIRP، وUVM (الشكل 3B). ومن الجدير بالذكر أن ACC وCOAD وUVM أظهرت باستمرار توقعات ضعيفة لكل من OS وDSS لدى المرضى الذين لديهم تعبير TMED3 العالي. كما لوحظت ارتباطات تنبؤية على مستوى الاتجاه في أنواع أورام مختارة، بما في ذلك LUAD وKIRC وLGG. تشير هذه النتائج إلى أن تعبير TMED3 قد يكون له أهمية تنبؤية في عدة أورام خبيثة.

الشكل 3. الأهمية التنبؤية لتعبير TMED3 في التحليل الشامل للسرطان. (أ) مخطط الغابة الذي يوضح العلاقة بين تعبير TMED3 والبقاء الكلي (OS) عبر أنواع متعددة من السرطان. (ب) مخطط الغابة الذي يوضح العلاقة بين تعبير TMED3 والبقاء على قيد الحياة الخاص بالمرض (DSS) عبر أنواع متعددة من السرطان. تم حساب نسب المخاطر (HRs) وفواصل الثقة 95٪ (95٪ CIs) باستخدام تحليل الانحدار النسبي للمخاطر Cox. تشير نسبة > 1 إلى توقعات ضعيفة مرتبطة بارتفاع تعبير TMED3. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

تحليل الطفرات
أظهر تحليل التغيرات الجينية باستخدام قاعدة بيانات cBioPortal أن تغييرات TMED3 عبر السرطانات تتكون بشكل رئيسي من طفرات، وتضخيمات، وحذف عميق، وتغييرات متعددة (الشكل 4). لوحظ أعلى تكرار لتغيرات TMED3 في الورم المتوسط (MESO)، ويرجع ذلك بشكل رئيسي إلى تضخيم الجينات (2.3٪). أظهرت ESCA أنواع مختلفة من التغييرات، بما في ذلك الطفرات (0.55٪)، والتضخيم (1.1٪)، والحذف العميق (0.55٪). على النقيض من ذلك، لم يتم تحديد أي تغييرات جينية قابلة للكشف في TMED3 في مجموعات بيانات LIHC، KICH، THCA، PCPG، CHOL، UVM، LAML، UCS، DLBC، KIRC، TGCT، وGBM. تشير هذه النتائج إلى أن التغيرات الجينومية في TMED3 تحدث بطريقة خاصة بالورم وقد تساهم في تباين السرطان.

الشكل 4. مشهد التغيرات الجينية ل TMED3 عبر أنواع السرطان. تكرار وأنواع التغيرات الجينية ل TMED3 عبر مجموعات بيانات شاملة للسرطان تم الحصول عليها من قاعدة بيانات cBioPortal. شملت فئات التعديل الطفرات، والتضخيم، والحذف العميق، والتعديلات المتعددة. يشير المحور y إلى تكرار التغير (٪) عبر أنواع السرطان. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

تحليل مثيلة الحمض النووي
أظهر تحليل قاعدة بيانات UALCAN أن مستويات مثيلة محفزات TMED3 ارتفعت بشكل ملحوظ في الأنسجة الورمية BRCA، COAD، ESCA، HNSC، KIRC، KIRP، LIHC، LUAD، PAAD، وPRAD مقارنة بالأنسجة الطبيعية المقابلة (الشكل 5). على النقيض من ذلك، لوحظت مستويات منخفضة من مثيلة محفز TMED3 في أنسجة BLCA وTGCT وUCEC مقارنة بالمجموعة الضابطة الطبيعية. تشير هذه النتائج إلى أن المثيلة الشاذة لمحفز TMED3 قد تساهم في تنظيم تعبير TMED3 الخاص بالورم.

الشكل 5. مستويات مثيلة TMED3 في المحفز عبر أنواع السرطان. مقارنة مستويات مثيلة المنشطات TMED3 بين أنسجة الورم والأنسجة الطبيعية المقابلة في سرطان المثانة العثبية (BLCA)، سرطان الثدي الغازي (BRCA)، سرطان الغدة القولونية (COAD)، سرطان المريء (ESCA)، سرطان الخلايا الحرشفية في الرأس والرقبة (HNSC)، سرطان الخلايا الشفافة الكلوية الكلوية (KIRC)، سرطان الخلايا الحليمية الكلوية الكلوية (KIRP)، سرطان خلايا الكبد الكبدية (LIHC)، سرطان الغدة في الرئة (LUAD)، سرطان الغدة في البنكرياس (PAAD)، سرطان الغدة البروستاتي (PRAD)، وأورام الخلايا الجرثومية في الخصية (TGCT)، وسرطان بطانة الرحم (UCEC) التي تم الحصول عليها من UALCAN. تعرض البيانات كقيم β في مخططات الصندوق. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

تحليل ارتباطات TMED3 وTMB وMSI
أظهر تحليل الارتباط في سبيرمان أن تعبير TMED3 كان مرتبطا إيجابيا مع TMB في ACC، ESCA، KIRC، LGG، PAAD، STAD، THYM، وUEC، بينما لوحظت ارتباطات سلبية في CESC وLUAD وTGCT (الشكل 6A). بالإضافة إلى ذلك، ارتبط تعبير TMED3 إيجابيا بMSI في DLBC وKIRC وSKCM وSTAD وUCEC (الشكل 6B). ومن الجدير بالذكر أن تعبير TMED3 أظهر ارتباطات إيجابية مع كل من TMB وMSI في KIRC وSTAD وUCEC، مما قد يشير إلى ارتباطات محتملة مع المناعة الورمية في هذه السرطانات.

الشكل 6. ارتباط تعبير TMED3 مع عبء الطفرات الورمية وعدم استقرار الميكروساتلايت في التحليل الشامل للسرطان. (أ) مخطط رادار يوضح العلاقة بين تعبير TMED3 وعبء الطفرات الورمية (TMB) عبر أنواع السرطان. (ب) مخطط الرادار يوضح العلاقة بين تعبير TMED3 وعدم استقرار الأقمار الصناعية الدقيقة (MSI) عبر أنواع السرطان. تم حساب معاملات الارتباط باستخدام تحليل سبيرمان للارتباط. *P < 0.05، **P < 0.01، ***P < 0.001. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

تحليل خصائص المناعة
أظهر تحليل ESTIMATE أن تعبير TMED3 مرتبط سلبا مع درجة السترومال، ودرجة المناعة، ودرجة ESTIMATE في BCLA، ESCA، LAML، LUAD، LUSC، PAAD، PRAD، SKCM، STAD، THCA، وUCEC (الشكل 7A). في المقابل، لوحظت ارتباطات إيجابية بين تعبير TMED3 وهذه الدرجات المرتبطة بالمناعة في LGG وLIHC وPCPG. لم يتم تحديد أي ارتباطات ذات دلالة إحصائية في ACC، CHOL، DLBC، GBM، KICH، KIRC، KIRP، OV، وUCS. تشير هذه النتائج إلى أن TMED3 قد يؤثر على البيئة الدقيقة للورم وتسلل الخلايا المناعية بطريقة تعتمد على نوع السرطان. أظهر تحليل الارتباط المناعي أيضا أن تعبير TMED3 مرتبط سلبا بالجينات المرتبطة بنقاط التفتيش المناعية CD274 (PD-L1)، PDCD1 (PD-1)، وCTLA4 في BLCA، BRCA، CESC، ESCA، HNSC، LUAD، LUSC، PRAD، SKCM، وTHCA (الشكل 7B). تم تحديد ارتباطات إيجابية بين تعبير TMED3 وجينات نقاط التحقق المناعية في LIHC وUVM، بينما لم تلاحظ أي ارتباطات ذات دلالة إحصائية في GBM، KICH، LAML، MESO، OV، PCPG، READ، وTGCT. تشير هذه النتائج إلى أن TMED3 قد يكون مرتبطا بتنظيم المناعة للأورم وإشارات نقاط التحقق المناعية في أنواع سرطانية مختارة.

الشكل 7. الروابط بين تعبير TMED3 وخصائص المناعة الورمية. (أ) خريطة حرارية تظهر الارتباطات بين تعبير TMED3 ودرجة السترومال، ودرجة المناعة، ودرجة ESTIMATE عبر السرطانات المحسوبة باستخدام خوارزمية ESTIMATE. (ب) خريطة حرارية تظهر الارتباطات بين تعبير TMED3 والجينات المرتبطة بنقاط التفتيش المناعية، بما في ذلك CD274 (PD-L1)، PDCD1 (PD-1)، وCTLA4. تم تحديد معاملات الارتباط باستخدام تحليل سبيرمان. مقياس الألوان يشير إلى قوة الارتباط. *P < 0.05. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

تحليل حساسية الأدوية
أظهر تحليل حساسية الأدوية باستخدام منصة GSCALite المبنية على مجموعات بيانات GDSC أن تعبير TMED3 مرتبط سلبا بقيم التركيز المثبط نصف الأعلى (IC₅₀) ل 17-AAG وlapatinib وPD-0325901 و RDEA119 وتراميتينيب (الشكل 8). تشير هذه النتائج إلى أن الأورام التي تحتوي على تعبير مرتفع ل TMED3 قد تظهر حساسية متزايدة لهذه العوامل المضادة للسرطان، مما يشير إلى وجود ارتباطات محتملة بين تعبير TMED3 وحساسيته العلاجية.

الشكل 8. العلاقة بين تعبير TMED3 وحساسية الأدوية المضادة للسرطان. مخطط فقاعي يوضح الروابط بين تعبير mRNA في TMED3 وحساسيته للأدوية المضادة للسرطان التي تم الحصول عليها من مجموعات بيانات جينوميات حساسية الأدوية في السرطان (GDSC) عبر منصة GSCALite. يمثل حجم الفقاعة دلالة إحصائية بناء على معدل الاكتشاف الخاطئ (FDR)، ويشير اللون إلى قيم معاملات الترابط. تشير الارتباطات السلبية إلى زيادة حساسية الأدوية المرتبطة بارتفاع تعبير TMED3. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

التعبير والتوقعات لTMED3 في سرطان القولون
أظهر تحليل تعبير TMED3 زيادة ملحوظة في مستويات mRNA ل TMED3 في أنسجة سرطان القولون مقارنة بأنسجة القولون الطبيعية في مجموعات بيانات TCGA (الشكل 9A). أكد التحليل المزدوج باستخدام أنسجة طبيعية متطابقة كعناصر ضابطة زيادة في تعبير TMED3 في أنسجة سرطان القولون (الشكل 9B). تماشيا مع نتائج النسخ النصي، أظهر تحليل تعبير البروتين باستخدام مجموعات بيانات UALCAN/CPTAC والتلوين المناعي الكيميائي زيادة في تعبير بروتين TMED3 في أنسجة سرطان القولون مقارنة بأنسجة القولون الطبيعية (الشكل 9C–9E). أظهر تحليل منحنى ROC قيمة مساحة تحت المنحنى (AUC) تبلغ 0.869، مما يشير إلى أداء تشخيصي إيجابي ل TMED3 في تمييز أنسجة سرطان القولون عن الأنسجة الطبيعية (الشكل 9F). أظهر التحليل السريري المرضي أيضا أن تعبير TMED3 مرتبط بشكل كبير بمرحلة التستو، في حين لم تلاحظ أي ارتباطات ذات دلالة ذات دلالة بالعمر أو الجنس أو المرحلة N أو مرحلة TNM (الجدول 1). تدعم هذه النتائج الأهمية التشخيصية المحتملة ل TMED3 في سرطان القولون.

الشكل 9. التعبير، القيمة التشخيصية، والتحقق الكيميائي المناعي ل TMED3 في سرطان القولون. (أ) التعبير التفاضلي عن mRNA في TMED3 بين أنسجة سرطان القولون وأنسجة القولون الطبيعية من مجموعات بيانات TCGA. (ب) تحليل مزدوج لتعبير mRNA ل TMED3 في أنسجة سرطان القولون والأنسجة الطبيعية المجاورة المتطابقة. (ج) تعبير بروتين TMED3 في سرطان القولون والأنسجة الطبيعية المستخرج من مجموعات بيانات CPTAC/UALCAN. (د) التلوين الكيميائي المناعي النسجي التمثيلي ل TMED3 في نسيج القولون الطبيعي. (ه) التلوين الكيميائي المناعي النسجي التمثيلي ل TMED3 في نسيج سرطان القولون يظهر زيادة في التعبير عن TMED3. (و) منحنى خاصية تشغيل المستقبل (ROC) الذي يقيم القيمة التشخيصية ل TMED3 في سرطان القولون. أشرطة المقياس = 100 ميكرومتر. كانت المساحة تحت المنحنى (AUC) 0.869 مع فترة ثقة 95٪ (CI) بين 0.813–0.924. تم تحليل الدلالة الإحصائية باستخدام اختبارات ويلكوكسون لمجموع الرتبة أو اختبارات الرتبة الموقعة بويلكوكسون، حسب الاقتضاء. P < 0.001. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

النوع		TMED3		قيمة P	χ2
		التعبير المنخفض	التعبير العالي
العمر
≤ 55	25	15	10	0.13	2.34
> 55	35	14	21
الجنس
أنثى	21	10	11	0.94	0.007
ذكر	39	19	20
مرحلة T
T1+T2	23	15	8	0.04	4.26
T3+T4	37	14	23
المسرح N
N0	30	12	18	0.2	1.67
N1+N2	30	17	13
مرحلة TNM
I+II	33	13	20	0.13	2.35
III+IV	27	16	11

الجدول 1: العلاقة بين تعبير TMED3 والخصائص السريرية المرضية في سرطان القولون. تمت مقارنة الخصائص السريرية المرضية للمرضى المصابين بسرطان القولون بين مجموعات تعبير TMED3 منخفض ومرتفع. تم تحليل الروابط بين تعبير TMED3 والمتغيرات السريرية المرضية، بما في ذلك العمر والجنس ومرحلة T وN ومرحلة TNM باستخدام اختبارات chi-square (χ²). تعرض البيانات كعدد المرضى في كل مجموعة فرعية. تم تعريف الدلالة الإحصائية بأنها P < 0.05.

أظهر تحليل البقاء في KM أن المرضى الذين لديهم تعبير TMED3 العالي أظهروا ضعف ملحوظ في OS (P = 0.031) وDSS (P = 0.020) مقارنة بالمرضى الذين لديهم تعبير TMED3 منخفض (الشكلان 10A و 10B). أظهر تحليل ال ROC المعتمد على الوقت أن الأداء التنبؤي لتعبير TMED3 ل OS أعطى قيم AUC بلغت 0.620 و0.564 و0.575 عند 1 و3 و5 سنوات على التوالي (الشكل 10C). علاوة على ذلك، حددت تحليلات الانحدار أحادي المتغير ومتعدد المتغيرات في كوكس تعبير المرحلة T، والمرحلة M، والمرحلة المرضية، وTMED3 كعوامل تنبؤية مرتبطة بالبقاء الكلي في سرطان القولون (الجدول 2). تشير هذه النتائج إلى أن ارتفاع تعبير TMED3 مرتبط بتنبؤ ضعيف في سرطان القولون، رغم أن تحليل ROC المعتمد على الوقت أظهر أداء تنبؤيا متواضعا فقط.

الشكل 10. الأهمية التنبؤية لتعبير TMED3 في سرطان القولون. (أ) منحنيات البقاء الكلي (OS) كابلان–ماير (KM) مقارنة بين المرضى الذين لديهم تعبير TMED3 مرتفع ومنخفض في سرطان القولون. (ب) منحنيات البقاء الخاصة بالمرض (DSS) التي تقارن بين المرضى الذين لديهم تعبير TMED3 مرتفع ومنخفض. (ج) منحنيات خصائص تشغيل المستقبل المعتمدة على الزمن (ROC) التي تقيم الأداء التنبؤي لتعبير TMED3 لنظام التشغيل لمدة سنة واحدة، ثلاث، وخمس سنوات. تم تحليل فروق البقاء باستخدام اختبار التصنيف اللوغاريتمي. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الخصائص	التحليل أحادي المتغير		التحليل متعدد المتغيرات
	نسبة المخاطر (95٪ CI)	قيمة P	نسبة المخاطر (95٪ CI)	قيمة P
الجنس	1.101(0.746–1.625)	0.627
مرحلة T	3.072(1.423–6.631)	0.004	3.817(1.174–12.407)	0.026
المرحلة N	2.592(1.743–3.855)	<0.001	0.587(0.223–1.584)	0.28
مرحلة M	4.193(2.683–6.554)	<0.001	2.272(1.314–3.930)	0.003
المرحلة المرضية	2.947(1.942–4.471)	<0.001	3.115(1.032–9.401)	0.044
TMED3	1.537(1.037–2.277)	0.032	1.599(1.039–2.462)	0.033

الجدول 2: تحليلات الانحدار النسبي أحادية المتغير ومتعدد المتغيرات لعوامل التنبؤ المرتبطة بالبقاء الكلي في سرطان القولون. تم إجراء تحليلات الانحدار النسبي للمخاطر أحادية المتغير ومتعددة المتغيرات لتقييم الأهمية التنبؤية للخصائص السريرية المرضية وتعبير TMED3 لدى مرضى سرطان القولون. تعرض نسب المخاطر (HRs) بفواصل ثقة 95٪ (CIs 95٪). شملت المتغيرات الجنس، المرحلة التستوية، المرحلة N، المرحلة M، المرحلة المرضية، وتعبير TMED3. تم تعريف الدلالة الإحصائية بأنها P < 0.05.

أظهر تحليل حساسية الأدوية أن المرضى في مجموعة تعبير TMED3 العالي أظهروا قيم IC₅₀ المقدرة ل5-فلوروراسيل، لاباتينيب، وتراميتينيب مقارنة بمجموعة التعبير المنخفضة TMED3 (الشكل 11). تشير هذه النتائج إلى أن مرضى سرطان القولون الذين لديهم تعبير مرتفع ل TMED3 قد يظهرون حساسية متزايدة لهذه العوامل الكيميائية والعلاجية المستهدفة، مما يشير إلى ارتباطات محتملة بين تعبير TMED3 واستجابته العلاجية.

الشكل 11. العلاقة بين تعبير TMED3 وحساسية الأدوية الكيميائية في سرطان القولون. مخططات مربعية تظهر قيم تركيز نصف أقصى تقديري (IC₅₀) لمجموعات 5-فلوروراسيل ولاباتينيب وترامتينيب بين تعبير TMED3 المنخفض (G1) والتعبير العالي TMED3 (G2). تشير قيم IC₅₀ المنخفضة إلى حساسية أكبر للأدوية. تم تحليل الدلالة الإحصائية باستخدام اختبارات ويلكوكسون لمجموع الترتيب. *P < 0.05، **P < 0.01، ***P < 0.001. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

تحليل إثراء الجينات
أظهر تحليل التحليل الجريء (GSEA) باستخدام مجموعات بيانات KEGG من قاعدة بيانات MSigDB أن الجينات المرتبطة ب TMED3 في سرطان القولون كانت غنية بشكل كبير في المسارات المرتبطة بالريبوسوم، ومعالجة وعرض المستضدات، والفسفرة التأكسدية، ومسار فوسفات البنتوزي (الشكل 12). تشير هذه النتائج إلى أن TMED3 قد يشارك في تقدم الورم عبر المسارات المذكورة أعلاه في سرطان القولون.

الشكل 12. تحليل إثراء مجموعات الجينات (GSEA) للجينات المرتبطة ب TMED3 في سرطان القولون. تظهر مخططات GSEA إثراء جينات مرتبطة ب TMED3 في المسارات المرتبطة بمعالجة وعرض المستضدات، والريبوسوم، والفسفرة التأكسدية، ومسار فوسفات البنتوز في سرطان القولون. يتم الإشارة إلى درجات الإثراء المعتدلة (NES)، والقيمة الاسمية P، وقيم معدل الاكتشاف الكاذب (FDR) في كل لوحة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

أظهرت هذه الدراسة أن TMED3 كان يعبر عنه بشكل غير طبيعي عبر عدة أنواع من السرطان، وكان مرتبطا بتقدم الورم، التشخيص، الخصائص المناعية، TMB، MSI، وحساسية الأدوية. في سرطان القولون، ارتبط فرط تعبير TMED3 بنتائج بقاء غير مواتية وزيادة القيمة التشخيصية. أشار تحليل الإثراء الوظيفي أيضا إلى أن TMED3 قد يشارك في مسارات الأيض والإشارات المرتبطة بالسرطان. تدعم هذه النتائج مجتمعة المزيد من التحقيق في TMED3 كمؤشر تشخيصي وتنبؤي محتمل في السرطان الشامل، خصوصا في سرطان القولون.

توفر البيانات:
تم الحصول على مجموعات البيانات التي تم تحليلها في هذه الدراسة من قواعد بيانات متاحة للجمهور، بما في ذلك أطلس جينوم السرطان (TCGA؛ https://portal.gdc.cancer.gov/projects/؛ تم الوصول إليه في 1 يوليو 2025)، UALCAN (http://ualcan.path.uab.edu/؛ تم الوصول إليه في 1 يوليو 2025)، cBioPortal (https://www.cbioportal.org/؛ تم الوصول إليه في 5 يوليو 2025)، ومنصة جينوميات حساسية الأدوية في السرطان (GDSC) عبر GSCA (https://guolab.wchscu.cn/GSCA/#/drug؛ تم الوصول إليه في 5 يوليو 2025). جميع البيانات المعالجة التي تم توليدها خلال هذه الدراسة مدرجة ضمن المقال.

المناقشة

بروتينات TMED هي بروتينات محفوظة بشدة تحتوي على مجال EMP24 وتوجد كأحادي أو ثنائي^{داخل الخلايا} حقيقية النواة. أعضاء عائلة TMED هم بروتينات عابرة للغشاء من النوع الأول تشارك في حركة البروتينات التي تعبر الحويصلات ونقلها داخل الخلية²⁰. تتكون عائلة بروتين p24 من 10 أعضاء من TMED، بما في ذلك TMED3. أظهرت الأدلة المتزايدة أن TMED3 يعبر عنه بشكل غير طبيعي في عدة أورام خبيثة، مثل سرطان بطانة الرحم، والساركوما العظمية، وسرطان الخلايا الشفافة، وسرطان الخلايا الكبدية، وسرطان البروستاتا، وسرطان الثدي ^4,6,21,22,23. كما تم ربط ارتفاع تعبير TMED3 بتوقعات غير مواتية في أنواع الأورام^{المتعددة} 3,5,17,18,19. في سرطان الخلايا الحرشفية في الرئة، أظهر TMED3 أنه يسهل تقدم الورم من خلال تنظيم إزرين، بينما كتم TMED3 قمع تكاثر الخلايا، وتكوين المستعمرات، والهجرة، واضطراب تنظيم البروتين المرتبط بالموت المبرمج⁵. تشير هذه الدراسات مجتمعة إلى أن TMED3 له دور وثيق في تطور وتقدم السرطان؛ ومع ذلك، لا تزال وظائفه البيولوجية وآلياته الجزيئية في السرطان الشامل غير واضحة بالكامل.

في هذه الدراسة، تم دمج عدة قواعد بيانات عامة لتقييم أنماط التعبير، والدلالة التنبؤية، والخصائص المناعية، والوظائف البيولوجية المحتملة ل TMED3 عبر أنواع السرطان بشكل شامل. زاد تعبير TMED3 بشكل ملحوظ في 26 نوعا من الأورام، وتم تأكيد هذه النتائج بشكل أكبر باستخدام تحليلات الأورام المزدوجة والأنسجة الطبيعية المجاورة في عدة أنواع سرطان. بشكل متسق، كشفت بيانات CPTAC عن ارتفاع تعبير بروتينات TMED3 في BRCA، COAD، GBM، KIRC، LIHC، LUAD، LUSC، OV، وUCEC. ومن المثير للاهتمام، على الرغم من ارتفاع تعبير mRNA ل TMED3 في أنسجة PAAD، لوحظ انخفاض في تعبير البروتين في قاعدة بيانات UALCAN، مما يشير إلى أن تنظيم ما بعد النسخ أو تدهور البروتين أو التعديلات بعد الترجمة قد تساهم في هذا التفاوت. أظهرت دراسات سابقة أن فرط التعبير عن TMED3 في خلايا سرطان الثدي يعزز تراكم β-كاتينين وأكسين-2 في كل من السيتوبلازم ونواة خلايا MCF-7 ويعزز التعبير عن أهداف Wnt/β-catenin في المراحل اللاحقة، بما في ذلك c-myc وMMP7 وTCF4، مما يسهل تكاثر وهجرة وغزو خلايا الورم²⁴. وبالمثل، تم الإبلاغ عن زيادة في TMED3 في سرطان الرئة غير الصغير، وإسكات TMED3 يثبط تكاثر الخلايا الورمية والقدرة على التوغل²⁵. في الدراسة الحالية، أظهرت التحليلات السريرية أن تعبير TMED3 كان مرتفعا في المراحل المتقدمة من ACC وKIRC وKIRP وLUAD، في حين لوحظ تعبير أقل في UCEC في المرحلة المتقدمة، مما يشير إلى أدوار بيولوجية محتملة خاصة بالورم ل TMED3 أثناء تقدم السرطان. أظهرت تحليلات البقاء أيضا وجود علاقات مهمة بين ارتفاع تعبير TMED3 وعدم المواتية في OS، وDSS في ACC، COAD، وUVM، مما يدعم القيمة التنبؤية المحتملة ل TMED3 في عدة أورام خبيثة. بالإضافة إلى ذلك، كشف تحليل مثيلة المحفزات زيادة في مستويات مثيلة TMED3 في BRCA، COAD، ESCA، HNSC، KIRC، KIRP، LIHC، LUAD، PAAD، وPRAD، بينما تم تحديد انخفاض مستويات المثيلة في BLCA، TGCT، وUCEC. تشير هذه النتائج إلى أن مثيلة المحفزات الشاذة قد تساهم في اختلال تنظيم تعبير TMED3 بطريقة تعتمد على الأورام وقد تشارك في تطور السرطان.

يمثل MSI نوعا جزيئيا مميزا من السرطان يرتبط غالبا بتحسين الاستجابة للعلاج المناعي لأن هذه الأورام تظهر عادة عبئا طفريا مرتفعا وزيادة في التعبير عن PD-L1 ^26,27. الأورام ذات ال TMB العالي يمكن أن تولد العديد من المستضدات الجديدة المشتقة من طفرات جسدية، مما يعزز النشاط المناعي المضاد للأورام الذي تتوسط خلايا T، وربما يزيد من الحساسية لحصار نقاط التفتيش المناعية^28,29. في هذه الدراسة، أظهر تعبير TMED3 ارتباطات إيجابية مع كل من TMB وMSI في KIRC وSTAD وUCEC، مما يشير إلى أن TMED3 قد يكون مرتبطا بالمناعة الورمية والاستجابة المناعية العلاجية في هذه الأنواع من السرطان. أظهرت الأدلة المتزايدة أن البيئة الدقيقة للورم، وخاصة مكونات المناعة والسترومال، تلعب دورا حاسما في تقدم السرطان، والاستجابة العلاجية، وعودة المرضى، وتوقعات المرضى. تحسب خوارزمية ESTIMATE درجات السترمال والمناعة وESTIMATE وفقا لأنماط التعبير الجيني المرتبطة بالمناعة، وقد أبلغت الدراسات السابقة عن علاقات ذات دلالة كبيرة بين هذه الدرجات والنتائج السريرية في سرطان البروستاتا، ورم الأرومة الدبقية، وسرطان القولون 30,31,32. أظهرت تحليلاتنا أن تعبير TMED3 كان مرتبطا بشكل متغير بدرجة السترومال، ودرجة المناعة، ودرجة ESTIMATE عبر أنواع الأورام المختلفة، مما يشير إلى أن TMED3 قد يساهم في تقدم الورم من خلال تعديل البيئة الدقيقة للورم. علاوة على ذلك، كان تعبير TMED3 مرتبطا بعدة جينات مرتبطة بنقاط التفتيش المناعية، بما في ذلك CD274 (PD-L1)، PDCD1 (PD-1)، وCTLA4، رغم أن اتجاه وحجم هذه الارتباطات اختلفا بين أنواع الأورام. تم تحديد ارتباطات إيجابية ذات دلالة كبيرة بين TMED3 وعلامات نقاط التفتيش المناعية في ACC وKIRP وLGG وLIHC وTHYM وUVM، مما يشير إلى أن الأورام التي تحتوي على تعبير مرتفع ل TMED3 في هذه السرطانات قد تظهر حساسية متزايدة للعلاج المناعي. كما كشفت تحليلات حساسية الأدوية عن ارتباطات بين تعبير TMED3 والاستجابة لجرعات 17-AAG وlapatinib وPD-0325901 و RDEA119 وtrametinib، مما يشير إلى وجود علاقة محتملة بين تعبير TMED3 وفعاليته العلاجية.

تم اختيار سرطان القولون للتحقق من صحة الحمض النووي المناعي، وأكدت النتائج أن تعبير TMED3 كان مرتفعا بشكل ملحوظ في أنسجة سرطان القولون مقارنة بأنسجة القولون الطبيعية، مما يتوافق مع النتائج السابقة⁷. كشفت التحليلات السريرية المرضية أيضا عن علاقة مهمة بين تعبير TMED3 ومرحلة T في سرطان القولون. بالإضافة إلى ذلك، أظهر TMED3 قيمة تشخيصية محتملة، بينما ارتبط زيادة تعبير TMED3 بتنبؤ أسوأ للمرضى. ومع ذلك، أظهرت تحليلات ROC المعتمدة على الوقت أن قيم AUC للتنبؤ بنظام OS لمدة 1 و3 و5 سنوات كانت فقط فوق 0.5 بمقدار طفيف، مما يشير إلى دقة تنبؤية محدودة رغم الدلالة الإحصائية. تشير هذه النتائج إلى أن TMED3 له حاليا قيمة أكبر كمؤشر حيوي استكشافي استكشافي بدلا من كونه متنبئا قويا للتطبيق السريري الروتيني. حددت تحليلات الانحدار أحادي المتغير والمتعدد المتغيرات أيضا تعبير المرحلة T، والمرحلة M، والمرحلة المرضية، وTMED3 كعوامل تنبؤية مستقلة مرتبطة ب OS في سرطان القولون. أشارت تحليلات حساسية الأدوية إلى أن المرضى الذين لديهم تعبير مرتفع ل TMED3 قد يكونون أكثر استجابة للعوامل العلاجية الشائعة الاستخدام، بما في ذلك 5-فلوروراسيل، لاباتينيب، وتراميتينيب. علاوة على ذلك، كشفت تحليلات الإثراء الوظيفي أن الجينات المرتبطة ب TMED3 في سرطان القولون كانت مثربة بشكل أساسي في مسارات مرتبطة بالريبوسوم، ومعالجة وعرض المستضدات، والفسفرة التأكسدية، ومسار فوسفات البنتوز.

قامت هذه الدراسة بتقييم منهجي ملفات التعبير، والقيمة التنبؤية، والخصائص المتعلقة بالمناعة ل TMED3 عبر عدة أنواع من السرطان. ومع ذلك، يجب النظر في عدة حدود. تم اشتقاق معظم النتائج من تحليلات المعلوماتية الحيوية والتحليلات متعددة النجوم بناء على مجموعات بيانات عامة، وكان التحقق التجريبي مقتصرا على التحليل المناعي الكيميائي في أنسجة سرطان القولون. علاوة على ذلك، لم تجر تجارب وظيفية لدراسة الآليات الجزيئية الدقيقة التي تقوم عليها دور TMED3 في تقدم الورم. لذلك، هناك حاجة إلى دراسات إضافية في المختبر والجسم الحي لتوضيح الوظائف البيولوجية والأهمية العلاجية المحتملة ل TMED3 في الأورام الخبيثة المختلفة.

المواد

```html

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة

الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
0.5% Ammonia Solution	Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd	CAS:1336-21-6	N/A
1% Acid Alcohol	Ningbo Chiwell Biotechnology Co., Ltd	CWGQ-HE-1001	N/A
10% Neutral Buffered Formalin	Wuhan Huntz Biotechnology Co., Ltd	H-H8060	N/A
100% Ethanol	Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd	CAS:64-17-5	N/A
70% Ethanol	Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd	CAS:64-17-5	N/A
80% Ethanol	Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd	CAS:64-17-5	N/A
95% Ethanol	Shandong Lirun Medical Technology Co., Ltd	CAS:64-17-5	N/A
Alcian Blue Stain	Baso Diagnostics Inc., Zhuhai	BA4121	N/A
cBioPortal	Memorial Sloan Kettering Cancer Center	N/A	SCR_014555
Citrate-Based Antigen Retrieval Buffer	Leica Biosystems Newcastle Ltd	AR9640-CN	N/A
clusterProfiler package	Bioconductor	N/A	SCR_016884
DESeq2 package	Bioconductor	N/A	SCR_015687
Diaminobenzidine Tetrahydrochloride Hydrate	Leica Biosystems Newcastle Ltd	DS9800-CN	N/A
ESTIMATE package	R package	Version 1.0.13	N/A
GSCALite platform	GSCALite	N/A	N/A
GTEx database	GTEx Consortium	N/A	SCR_013042
Hematoxylin	Ningbo Chiwell Biotechnology Co., Ltd	CWGQ-HE-1001	N/A
Hydrogen Peroxide	OriGene Technologies, Inc	PV-6000D	N/A
Kaplan–Meier Survival Analysis	survival R package	Version 3.2-7	SCR_021137
KEGG Gene Sets	MSigDB	Version 7.5.1	SCR_016863
Light Microscope	Zeiss Technology (Suzhou) Co., Ltd	N/A	N/A
Paraffin Embedding Medium	PATHO-Reagent Department of YL Company	CAS:8002-74-2	N/A
Polymer-Based Detection System	Leica Biosystems Newcastle Ltd	PV-6000	N/A
R statistical analysis software	R Foundation for Statistical Computing	Version 4.2.1	SCR_001905
Secondary Rabbit Anti-Mouse IgG	Leica Biosystems Newcastle Ltd	DS9800-CN	N/A
TCGA database	National Cancer Institute	N/A	SCR_003193
TMED3 Primary Antibody	CUSABIO Technology, Houston, USA	CSB-PA897107LA01HU	N/A
Tris-Buffered Saline (TBS)	Leica Biosystems Newcastle Ltd	AR9590-CN	N/A
UALCAN database	UALCAN	N/A	SCR_015827
Wilcoxon Statistical Analysis	stats R package	N/A	SCR_003005
Xylene	Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd	CAS:1330-20-7	N/A

```