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方法文章

用于评估PTDSS1和PTDSS2作为预后及免疫生物标志物的多组学泛癌生物信息学工作流程

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DOI:

10.3791/71827

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2026年6月5日

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本文内容

摘要

本研究利用多个公共数据库进行了全面的生物信息学分析,以评估PTDSS1和PTDSS2在多种癌症中的基因表达模式、临床相关性、生存预后、肿瘤干性评分及免疫相关特征。研究结果表明,这些基因可能作为癌症诊断、预后评估和免疫治疗的潜在生物标志物。

摘要

磷脂丝氨酸合成酶 PTDSS1 和 PTDSS2 在细胞过程中发挥重要作用,包括膜组成和信号转导。这些酶的异常表达与乳腺癌中肿瘤相关巨噬细胞浸润及较差的生存预后相关。然而,它们在不同癌症类型中的综合作用仍不明确。在本研究中,我们进行了泛癌分析,以评估 PTDSS1 和 PTDSS2 在诊断、预后、免疫浸润及免疫治疗中的相关性。我们利用多个公共数据库,分析了多种癌症中基因表达模式、临床相关性、生存结果、肿瘤干性评分及免疫相关特征。结果显示,PTDSS1 和 PTDSS2 在人体组织中广泛表达,并且在大多数肿瘤组织中的表达水平显著高于正常组织。PTDSS1 或 PTDSS2 的高表达与多种癌症类型的总体生存期(OS)较差相关,并且与临床分期和肿瘤干性评分具有显著相关性。此外,功能分析表明,这些基因可能参与肿瘤发生、免疫调控及化疗耐药过程。总体而言,研究结果强调了 PTDSS1 和 PTDSS2 在多种癌症中的预后意义,并提示它们可能作为癌症诊断与预后的潜在生物标志物,以及免疫治疗的潜在靶点。

引言

尽管在过去几个世纪中肿瘤学已取得重大进展,癌症仍然是全球主要的死亡原因和疾病负担之一1,2。目前的临床管理日益依赖多模式治疗策略,通过结合不同的治疗方法以最大化疗效,同时提高患者的生存率和整体健康状况2。在这一背景下,癌症免疫治疗已迅速发展成为现代肿瘤学的核心支柱之一。其优势包括靶向选择性强、治疗效果持久、适用于多种肿瘤类型、能够减轻耐药性以及与其他疗法具有良好的兼容性,这些优势推动了该领域的广泛关注。然而,其临床应用仍受到多种因素的限制,包括患者应答的个体差异、免疫相关毒性、获得性耐药、高昂的经济负担以及治疗监测方面的局限性。这些挑战凸显了该领域持续优化与创新的必要性。与此同时,代谢重编程已被确认为癌症的重要特征之一,其中脂质代谢正受到越来越多的关注。脂质获取、合成和利用的改变为肿瘤细胞的生长和存活提供了必要的支持,也可能在治疗耐药性的形成中发挥重要作用3,4。重编程的脂质摄取与利用可支持癌细胞的增殖,并可能促进治疗耐药性的产生5。此外,脂质相关生物标志物已被发现与患者的预后及治疗反应相关6,7

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方案

本研究完全基于公开可用的数据集,未涉及直接的人类或动物参与,因此无需机构伦理审批和知情同意

1. PTDSS1 或 PTDSS2 表达分析

  1. 利用人类蛋白质图谱(Human Protein Atlas, HPA)数据库(https://www.proteinatlas.org)评估PTDSS1和PTDSS2 mRNA在正常人体组织中的表达情况。
  2. 从TIMER2平台的“Gene DE”模块(http://timer.cistrome.org/)获取PTDSS1和PTDSS2基因在多种癌症类型中的表达谱。
  3. 从TCGA(http://cancergenome.nih.gov)和GTEx(http://commonfund.nih.gov/GTEx/)数据库下载正常组织和肿瘤组织的RNA-seq表达数据。

2. 病理分期、生存率及肿瘤干性分析

  1. 从 UCSC Xena 平台(https://xenabrowser.net/)下载 TCGA 泛癌(PANCAN,N = 10,535,G = 60,499)数据集。
  2. 从所有样本中提取 PTDSS1 和 PTDSS2 的表达数据,并排除表达值为零的条目。使用 log2(x + 0.001) 转换对剩余的....

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结果

PTDSS1 或 PTDSS2 mRNA 在多种人类正常组织中的表达

利用HPA数据库的数据,分析了PTDSS1和PTDSS2在多种人类组织中的mRNA表达谱。分析揭示了显著的组织特异性表达模式。PTDSS1在甲状旁腺、心肌、淋巴结、扁桃体和骨髓中高表达(图1A),而PTDSS2在甲状旁腺、睾丸、骨骼肌、肾脏和大脑皮层中表达水平较高(图1B)。这些结果表明,PTDSS1和PTDSS2在人类不同组织中具有不同的表达模式。

PTDSS1 或 PTDSS2 在多种人类癌症中表达上调

为了进一步研究 PTDSS1 和 PTDSS2 在癌症中的潜在作用,利用整合的 TCGA 和 GTEx 数据集分析了它们在 33 种癌症类型中的肿瘤特异性表达模式。PTDSS1 的表达在多种恶性肿瘤中显著升高,包括.......

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讨论

癌症是一种全身性疾病,其特征是多个系统的功能失调,通常经历三个阶段:清除期、平衡期和逃逸期25。在清除期,免疫系统能够有效清除新形成的癌细胞;在平衡期,癌细胞与免疫细胞处于相对平衡状态,抑制肿瘤的扩展和转移;最终在逃逸期,癌细胞逃避免疫监视,迅速增殖并发生转移2。因此,恢复免疫监视功能或建立一种平衡的疾病进展状态,对于有效的抗肿瘤治疗至关重要2。随着医学科学的进步,现代癌症治疗采用综合策略,结合多种方法,旨在提高治疗效果、延长患者生存率并改善生活质量26,27。免疫治疗因其高度特异性、持久的应答、广泛的适用性、克服耐药性的能力以及可与其他疗法联合使用等优势,已成为当前癌症治疗的重要组成部分28,29,30<.......

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披露

作者声明无利益冲突。

致谢

作者未获得本研究、撰写及发表本文的任何资金支持。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
cBioPortal 平台cBioPortalhttp://www.cbioportal.org/用于可视化和分析多维癌症基因组数据的平台
GDC 门户基因组数据共享平台(GDC)https://portal.gdc.cancer.gov/用于下载 TCGA 基因组和突变数据集的门户
GEPIA 平台GEPIAhttp://gepia.cancer-pku.cn/基于 TCGA 和 GTEx 数据集进行基因表达谱分析和生存分析的网络服务器
GEPIA2GEPIA2http://gepia2.cancer-pku.cn/#index用于基因表达相关性及交互式分析的更新版网络服务器
GTEx 数据库基因型-组织表达项目(GTEx)http://commonfund.nih.gov/GTEx/包含正常人体组织基因表达谱的数据库
人类蛋白质图谱(HPA)数据库人类蛋白质图谱https://www.proteinatlas.org用于分析正常组织和癌症中蛋白质与 RNA 表达谱的数据库
KEGG REST API京都基因与基因组百科全书(KEGG)https://www.kegg.jp/kegg/rest/keggapi.html用于获取 KEGG 通路注释的应用编程接口
KM Plotter 工具KMplothttps://kmplot.com/analysis/用于评估多个癌症中基因预后意义的在线工具
maftools R 包Bioconductor 软件包 maftoolsversion 2.8.05用于肿瘤突变负荷和突变分析的 R 软件包
psych R 包CRAN R 软件包 psychversion 2.1.6用于相关性和心理统计分析的 R 软件包
R 软件包统计计算 R 基金会(R Foundation for Statistical Computing)version 4.1.3用于药物敏感性分析的统计计算软件
R 软件包 clusterProfilerBioconductor 软件包 clusterProfilerversion 3.14.3用于 KEGG 和功能富集分析的 R 软件包
R 软件包 survivalCRAN R 软件包 survivalversion 3.2-7用于 Cox 回归和 Kaplan–Meier 生存分析的 R 软件包
R 软件统计计算 R 基金会(R Foundation for Statistical Computing)version 3.6.4用于生物信息学和生存分析的统计计算软件
STRING 数据库STRINGhttps://cn.string-db.org/用于蛋白质–蛋白质相互作用网络分析的数据库
TCGA 数据库癌症基因组图谱(TCGA)http://cancergenome.nih.gov包含基因组、转录组和临床癌症数据的大规模癌症基因组数据库
TIMER2.0TIMER2.0http://timer.cistrome.org/用于肿瘤中免疫细胞浸润估算和相关性分析的平台
肿瘤免疫估计资源 2.0(TIMER2)平台TIMER2.0http://timer.cistrome.org/用于系统分析多种癌症类型中免疫浸润的网络平台
UCSC Xena 平台UCSC Xenahttps://xenabrowser.net/用于可视化和分析 TCGA 及其他公共多组学数据集的平台

重印与许可

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