Diese Studie verwendete öffentlich zugängliche, anonymisierte Daten aus TCGA, HPA und anderen Open-Access-Datenbanken und beinhaltete keine neue Rekrutierung von menschlichen Probanden, Tierversuche oder identifizierbare private Informationen. Daher waren zusätzliche institutionelle ethische Genehmigungen und informierte Einwilligungen nicht erforderlich. Detaillierte Informationen zu den im Protokoll verwendeten Werkzeugen sind in der Tabelle der Materialien enthalten.
1. Öffentliche Datensätze und bioinformatische Analyse
Es wurden öffentlich verfügbare Datensätze verwendet, und es wurde keine direkte Forschung an menschlichen Probanden oder Tieren durchgeführt. Transkriptomische und klinische Daten wurden aus dem Projekt The Cancer Genome Atlas Kidney Renal Clear Cell Carcinoma (TCGA-KIRC) bezogen, und Proteinausdrucksdaten wurden aus dem Human Protein Atlas abgerufen. Dieser rechnergestützte Ansatz ermöglichte eine effiziente Durchmusterung umfangreicher transkriptomischer und klinischer Datensätze, unterstützte die vorläufige Identifizierung von Biomarker-Kandidaten und schuf eine Grundlage für nachfolgende experimentelle Validierungen. Alle rechnergestützten Analysen wurden mit statistischer Software durchgeführt.
2. Datenerfassung und Probenauswahl
Auf das Genomic Data Commons Data Portal wurde zugegriffen, und das TCGA-KIRC-Projekt wurde ausgewählt. Transkriptom-Profilierungsdaten sowie zugehörige klinische Informationen für das klarzelliges Nierenzellkarzinom (ccRCC) wurden heruntergeladen. Für nachfolgende transkriptomische Analysen wurden die auf Transkripte pro Million (TPM) normalisierten mRNA-Expressionsdaten verwendet. Die Expressionswerte von ARHGAP22 wurden aus der TCGA-KIRC-Transkriptom-Matrix extrahiert und mithilfe der TCGA-Proben-Barcode mit den entsprechenden klinischen Datensätzen verknüpft. Primäre Tumorgewebeproben und angrenzende normale Nierengewebeproben mit verfügbaren ARHGAP22-Expressionsdaten und klinischen Annotationen wurden eingeschlossen. Proben mit fehlenden ARHGAP22-Expressionswerten, unvollständigen wichtigen klinischen oder Überlebensinformationen, doppelten Einträgen oder Überlebenszeiten von weniger als 30 Tagen wurden ausgeschlossen. Nach der Filterung blieben 533 Tumorproben und 72 Proben mit angrenzendem normalem Gewebe für nachfolgende Analysen erhalten.
3. Pan-krebs-Ausdrucksanalyse
Die Pan-krebs-Ausdrucksanalyse von ARHGAP22 wurde mithilfe des Gene_DE-Moduls von TIMER2.0 (http://timer.cistrome.org/; abgerufen am 12. April 2026) durchgeführt. TCGA-RNA-Sequenzierungsdaten wurden verwendet, um die ARHGAP22-Expression zwischen Tumorgeweben und entsprechenden Normalgeweben über mehrere Krebsarten hinweg zu vergleichen. Die Expressionswerte wurden als log2(TPM) dargestellt, und die differentielle Expression wurde mit dem in TIMER2.0 implementierten Wilcoxon-Rangsummentest bewertet. Ein zweiseitiger P-Wert von weniger als 0,05 galt als statistisch signifikant.
4. Externe GEO-Validierung
Die externe Validierung wurde unter Verwendung des Gene Expression Omnibus-Datensatzes GSE167573 über die Online-Plattform BEST (https://rookieutopia.hiplot.com.cn/app_direct/BEST/; abgerufen am 9. Juli 2026) durchgeführt. Der ARHGAP22-Expressionsgrad in ccRCC- und normalen Nierengeweben wurde anhand der von der Plattform bereitgestellten normalisierten Expressionsdaten verglichen und mittels eines ungepaarten Student-t-Tests bewertet. Für die Überlebensanalyse wurden die Patienten mithilfe des optimalen Cutoff-Verfahrens der Plattform in Gruppen mit hoher und niedriger Expression eingeteilt, und das Gesamtüberleben wurde mittels Kaplan-Meier-Analyse mit dem Log-Rank-Test ausgewertet. Ein zweiseitiger P-Wert von weniger als 0,05 galt als statistisch signifikant.
5. Analyse der ARHGAP22-Expression
TPM-normalisierte ARHGAP22-Messenger-RNA-Expressionsdaten wurden aus dem TCGA-KIRC-Kollektiv extrahiert und vor der statistischen Analyse als log2(TPM + 1) transformiert. Die differentielle ARHGAP22-Expression zwischen primären Tumorgeweben und angrenzenden normalen Nierengeweben wurde untersucht. Zum Vergleich ungepaarter Stichproben zwischen Tumor- und Normalgeweben wurde der Wilcoxon-Rangsummentest verwendet. Für die gepaarte Analyse wurden mithilfe der TCGA-Patienten-Barcode-Nummern jeweils passende Tumor-Normal-Paare identifiziert, und der Wilcoxon-gepaarte Rangtest wurde angewandt, um die ARHGAP22-Expression zwischen angrenzendem Normalgewebe und dem entsprechenden Tumorgewebe zu vergleichen. Ein zweiseitiger P-Wert von weniger als 0,05 galt als statistisch signifikant.
6. Überlebens- und Receiver-Operating-Characteristic-Analyse
Die Überlebens- und die zeitabhängige Receiver-Operating-Characteristic-Analyse (ROC) wurden anhand von TCGA-KIRC-Tumorproben mit verfügbaren klinischen Nachbeobachtungsdaten durchgeführt. Die Gesamtüberlebenszeit wurde von Tagen in Jahre umgerechnet. Die Patienten wurden anhand des medianen ARHGAP22-Expressionswerts in Gruppen mit hoher und niedriger ARHGAP22-Expression eingeteilt, wobei für alle Analysen, die eine einteilungsbasierte Expression beinhalten, stets derselbe Schwellenwert verwendet wurde. Kaplan-Meier-Kurven wurden mithilfe des survival-Pakets und des survminer-Pakets erstellt. Unterschiede zwischen den Gruppen wurden mittels des Log-Rang-Tests bewertet. Die Cox-Regression mit proportionalen Hazards wurde zur Schätzung der Hazard-Ratios und der 95 %-Konfidenzintervalle verwendet. Zeitabhängige ROC-Kurven wurden mit dem timeROC-Paket generiert. Die Flächen unter der Kurve nach 1, 3 und 5 Jahren wurden mit der Aalen-Gewichtungsmethode berechnet. Ein zweiseitiger P-Wert von weniger als 0,05 galt als statistisch signifikant.
7. Analyse der klinisch-pathologischen Assoziation
Die Assoziation zwischen der Expression von ARHGAP22 und klinisch-pathologischen Merkmalen wurde anhand von TCGA-KIRC-Tumorproben analysiert. Normale Proben wurden ausgeschlossen. Das Alter wurde in zwei Kategorien unterteilt: 65 Jahre und jünger sowie älter als 65 Jahre. Proben mit unbekannten oder fehlenden Annotationen wurden aus der jeweiligen Analyse ausgeschlossen. Zum Vergleich zwischen zwei Gruppen wurde der Wilcoxon-Rangsummentest verwendet, für Vergleiche mit drei oder mehr Gruppen der Kruskal-Wallis-Test. Violin-Plots wurden mit dem ggpubr-Paket; ggplot2 und scales erstellt. Zur Erstellung der Heatmap wurden die Patienten anhand des medianen Schwellenwerts in Gruppen mit hoher und niedriger ARHGAP22-Expression eingeteilt. Die Assoziationen zwischen den Expressionsgruppen und den klinisch-pathologischen Variablen wurden mittels Chi-Quadrat-Tests bewertet. Die Heatmaps wurden mit ComplexHeatmap erstellt, nach einer Vorverarbeitung mit limma. Ein zweiseitiger P-Wert von weniger als 0,05 galt als statistisch signifikant.
8. Konstruktion des Nomogramms
Ein prognostisches Nomogramm wurde durch Integration der ARHGAP22-Expression mit verfügbaren klinisch-pathologischen Merkmalen in ein Cox-Regressionsmodell mit proportionalen Hazards erstellt. Mithilfe des Modells wurden die Gesamtüberlebensraten nach 1, 3 und 5 Jahren in der TCGA-KIRC-Kohorte geschätzt. Die individuellen Risikoscores der Patienten wurden anhand des angepassten Cox-Modells berechnet. Kalibrierungskurven für das Gesamtüberleben nach 1, 3 und 5 Jahren wurden mittels der Kaplan-Meier-Methode mit 1.000 Bootstrap-Wiederholungen erstellt. Die Übereinstimmung zwischen den vom Nomogramm vorhergesagten Überlebenswahrscheinlichkeiten und den beobachteten Überlebensergebnissen wurde bewertet. Die Cox-Regression wurde mit dem survival-Paket durchgeführt. Die Visualisierung des Nomogramms und die Kalibrierungsanalysen erfolgten mithilfe von regplot und rms. Ein zweiseitiger P-Wert von weniger als 0,05 galt als statistisch signifikant.
9. Ko-Expressionsanalyse
Transkriptomische Daten von TCGA-KIRC-Tumorproben wurden verwendet, um die Ko-Expressionsbeziehungen zwischen ARHGAP22 und allen anderen Genen mittels Pearson-Korrelationsanalyse zu bewerten. Gene mit einem absoluten Pearson-Korrelationskoeffizienten größer als 0,6 und einem P-Wert unter 0,001 wurden als signifikant koexprimierte Gene definiert. Die signifikant koexprimierten Gene wurden nach dem absoluten Wert des Korrelationskoeffizienten geordnet. Die am höchsten rangierten Gene wurden ausgewählt, um eine Korrelationsmatrix zu erstellen, und ein Sehnendiagramm wurde generiert, um das ARHGAP22-assoziierte Ko-Expressionsnetzwerk darzustellen.
10. Analyse differentiell exprimierter Gene und funktionale Anreicherungsanalysen
Die Analyse der differentiellen Expression zwischen den Gruppen mit hoher und niedriger ARHGAP22-Expression wurde mittels des Wilcoxon-Rangsummentests mit Korrektur für die falsche Entdeckungsrate (FDR) durchgeführt. Gene mit einer absoluten log2-Fold-Change größer als 1 und einer FDR unter 0,05 wurden als signifikant differentiell exprimierte Gene definiert. Die Ergebnisse wurden mithilfe eines Volcano-Plots und eines Heatmaps visualisiert. Die Anreicherungsanalysen für Gene Ontology und die Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes wurden mit clusterProfiler durchgeführt. Gen-Symbole wurden mithilfe von org.Hs.eg.db in Entrez-Identifikatoren umgewandelt. Gen-Ontology-Terme und Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes-Pfade, die sowohl einen nominalen p-Wert unter 0,05 als auch einen FDR-korrigierten p-Wert unter 0,05 aufwiesen, galten als signifikant angereichert. Die Gen-Set-Anreicherungsanalyse (Gene Set Enrichment Analysis) wurde unter Verwendung der Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes-Gen-Sets aus der Molecular Signatures Database-Datei c2.cp.kegg.v7.4.symbols.gmt durchgeführt. Die Gene wurden nach log2-Fold-Change sortiert, und Gen-Sets mit einem nominalen p-Wert < 0,05 galten als signifikant angereichert.
11. Analyse der Immuninfiltration und der Immun-Checkpoints
Die Analysen der Immuninfiltration und der Immun-Checkpoints wurden anhand von Tumorproben aus TCGA-KIRC durchgeführt. Die Werte für StromalScore, ImmuneScore und ESTIMATEScore wurden mit dem estimate-Paket berechnet. Die Anteile der Immunzellen wurden mittels des CIBERSORT-R-Skripts geschätzt, wobei 1.000 Permutationen und eine Quantilnormalisierung verwendet wurden. Proben mit einem CIBERSORT-Entfaltungsp-Wert unter 0,05 wurden berücksichtigt. Die Patienten wurden entsprechend des medianen ARHGAP22-Expressionsniveaus in die Gruppen ARHGAP22-hoch und ARHGAP22-niedrig eingeteilt. Unterschiede in den ESTIMATE-Scores und den Anteilen der Immunzellen zwischen den beiden Gruppen wurden mittels des Wilcoxon-Rangsummentests bewertet. Die Korrelationen zwischen der ARHGAP22-Expression und den Immun-Checkpoint-Genen wurden mittels Pearson-Korrelationsanalyse untersucht. Die p-Werte aus mehrfachen Vergleichen der Immunzellen und den Korrelationstests der Immun-Checkpoints wurden mit der Benjamini–Hochberg-FDR-Methode angepasst, wobei ein FDR-Wert unter 0,05 als statistisch signifikant angesehen wurde. Die immunologisch signifikanten Checkpoint-Gene wurden mittels Korrelations-Heatmaps visualisiert, die mit corrplot erstellt wurden. Die Datenaufbereitung und Visualisierung erfolgte hauptsächlich mit limma, ggpubr und corrplot.
12. Vorhersage der Arzneimittelsensitivität
Die transkriptomischen Daten von TCGA-KIRC-Tumoren wurden verwendet, nachdem Normalgewebeproben ausgeschlossen worden waren. Rechnerisch vorhergesagte Werte der halbmaximalen Hemmkonzentration wurden mithilfe des oncoPredict-Pakets und des Referenzdatensatzes Genomics of Drug Sensitivity in Cancer 2 berechnet. Die Patienten wurden anhand des medianen ARHGAP22-Expressionswerts in die Gruppen mit hoher und niedriger ARHGAP22-Expression eingeteilt. Die vorhergesagten Werte der halbmaximalen Hemmkonzentration wurden zwischen den Gruppen mittels des Wilcoxon-Rangsummentests verglichen. Die p-Werte aus mehreren Arzneimittelvergleichen wurden mit der Benjamini–Hochberg-Methode angepasst, und eine FDR unter 0,05 galt als statistisch signifikant. Die Ergebnisse wurden als rechnerisch vorhergeschätzte Arzneimittelsensitivitätswerte interpretiert, nicht als experimentell validierte oder klinisch beobachtete Arzneimittelreaktionen.
13. Validierung mittels Human Protein Atlas
Die Datenbank Human Protein Atlas wurde aufgerufen und nach ARHGAP22 gesucht. Der Abschnitt „Gewebe“ wurde überprüft, um die ARHGAP22-Proteinexpression in normalem Nierengewebe zu beurteilen. Der Abschnitt „Pathologie“ wurde geöffnet, klarzelliges Nierenzellkarzinom ausgewählt und die ARHGAP22-Proteinexpression im Tumorgewebe analysiert. Repräsentative immunhistochemische Bilder von normalem Nierengewebe und ccRCC-Gewebe wurden abgerufen und für die Aufnahme in die Publikation ausgewählt, um die ARHGAP22-Proteinexpression zwischen normalem und Tumorgewebe zu vergleichen.