De studie werd goedgekeurd door de Ethische Commissie van de Hainan Medical University (goedkeuringsnummer HMC1984.24) en was in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki (zoals herzien in 2013).
Studiedeelnemers
Er is een studie uitgevoerd onder 50 longkankerpatiënten die tussen 2017 en 2024 werden gediagnosticeerd in het Sanya Central Hospital in de provincie Hainan, waarbij de Chinese Medical Association Clinical Guidelines for the Diagnosis and Treatment of Lung Cancer (2024 editie) werden gehanteerd. De CSCO-stadiëring (2024) werd afgestemd op de AJCC 8e editie voor vergelijkbaarheid tussen studies, zoals gevalideerd in Chinese cohorten12, waarbij twee onafhankelijke oncologische beoordelingen werden uitgevoerd om consistentie te waarborgen. Het proces van patiëntselectie, de beschikbaarheid van weefsel, de beoordeling van de RNA-kwaliteit en de uiteindelijke inclusie van monsters voor qRT-PCR-analyse zijn samengevat in Figuur 1.
Studiegegevens
In deze studie werd bio-informatica gebruikt om de expressieniveaus van YTHDC2 in NSCLC en de relatie daarvan met clinicopathologische kenmerken te analyseren, wat inzicht biedt in potentiële mechanismen. De bio-informatische analyses werden uitsluitend uitgevoerd met gebruik van publiek toegankelijke RNA-sequencinggegevens van The Cancer Genome Atlas (TCGA), inclusief longadenocarcinoom (LUAD), plaveiselcelcarcinoom van de long (LUSC) en overeenkomstige normale longweefselmonsters die zijn gedownload via het GDC Data Portal (https://portal.gdc.cancer.gov/). De gedownloade dataset bevatte RNA-sequencing expressiegegevens samen met beschikbare klinische variabelen (patiënt-identifier, monster-identifier, leeftijd, geslacht, pathologisch stadium, overlevingsstatus en totale overlevingstijd) voor in aanmerking komende TCGA-LUAD en TCGA-LUSC gevallen. Monsters waarvoor geen genexpressie- of overlevingsinformatie beschikbaar was, werden uitgesloten van de daaropvolgende overlevings- en ROC-analyses. De in deze studie gebruikte dataset is opgenomen als Supplementary File 1. Voor de bio-informatische analyses zijn geen klinische monsters gebruikt die in het Sanya Central Hospital zijn verzameld. Gedetailleerde procedures voor de GEPIA-, Kaplan–Meier Plotter- en survivalROC-analyses worden beschreven in de onderstaande sectie Bio-informatische analyse. De volledige bio-informatische workflow, inclusief data-acquisitie, preprocessing, genexpressieanalyse, overlevingsanalyse en ROC-analyse, is samengevat in Figuur 2.
Inclusie- en exclusiecriteria
De in- en uitsluitingscriteria van de patiënten worden gepresenteerd in Tabel 1. Een poweranalyse met behulp van software voor statistische poweranalyse bepaalde dat ten minste 26 gevallen per groep een power van 80% zouden bieden om een matige effectgrootte te detecteren (d = 0.8, α = 0.05, tweezijdig). Hoewel de initiële werving gericht was op 50 paren in de longkankergroep, omvatte de uiteindelijke qRT-PCR analyse 30 tumorstalen en 19 stalen van aangrenzend normaal weefsel na uitsluiting op basis van weefsel- of RNA-kwaliteit. Deze afname in steekproefomvang weerspiegelt klinische beperkingen in de praktijk en benadrukt het belang van RNA-integriteit en weefselbeschikbaarheid in translationele studies. Bij n = 19 voor vergelijkingen is de minimaal detecteerbare effectgrootte d = 1.0 (80% power, α = 0.05). Hiermee was het experiment voldoende gepowered om grote, maar geen kleine tot matige verschillen in de expressie van YTHDC2 te detecteren.
Weefselmonsters en kwantitatieve real-time PCR (qRT-PCR)
De pathologische diagnoses werden in een dubbelblind onderzoek vastgesteld door twee verschillende pathologen. De tumorzuiverheid werd geschat door pathologen (>70% maligne cellen) en bevestigd via ESTIMATE (TCGA). Aanliggend normaal weefsel werd macro-gedissecteerd om stromale contaminatie te minimaliseren. De histologische typen longkanker omvatten longadenocarcinoom en plaveiselcelcarcinoom, met 26 gevallen van longadenocarcinoom en 4 gevallen van plaveiselcelcarcinoom. De klinische stadiëring van de 50 longkankerpatiënten werd uitgevoerd volgens de stadiëringscriteria zoals beschreven in de “Chinese Medical Association Clinical Guidelines for Lung Cancer (2024 Edition)”. Pathologisch bevestigde NSCLC-monsters (n = 50) waren representatief voor de typische klinische distributies (zie Tabel 2). Van de 50 aanvankelijk opgenomen patiënten voldeden 30 tumorweefselmonsters en 19 bijbehorende monsters van aanliggend normaal weefsel aan de RNA-kwaliteitscriteria. Omdat gepaarde statistische analyse matchende monsters van dezelfde patiënt vereist, werd de vergelijking van de expressie in tumorweefsel versus aanliggend normaal weefsel uitgevoerd met de 19 beschikbare matchende paren. Deze klinische monsters werden uitsluitend gebruikt voor experimentele validatie via qRT-PCR en werden onafhankelijk geanalyseerd van de publieke TCGA-datasets die werden gebruikt voor de bioinformatische analyse. Deze geselecteerde monsters werden direct na pathologische bevestiging verwerkt en gehanteerd onder RNase-vrije omstandigheden voorafgaand aan de RNA-extractie. Deze subset weerspiegelt de gevallen waarin zowel een adequate weefselhoeveelheid als hoogwaardig totaal RNA (RNA integrity number, RIN >7.0) verkregen konden worden. De concentratie en zuiverheid van het totaal RNA werden gemeten vóór de reverse transcriptie, en alleen monsters met een adequate RNA-kwaliteit (RIN >7.0) werden opgenomen voor downstream analyse. Gelijke hoeveelheden totaal RNA werden reverse-getranscribeerd naar complementair DNA (cDNA) volgens het protocol van de fabrikant voorafgaand aan de kwantitatieve PCR. Dit proces waarborgde de validiteit van de geanalyseerde genexpressiedata. De qRT-PCR-experimenten werden uitgevoerd op een real-time PCR thermocycler met behulp van een probe-gebaseerde kwantitatieve PCR-assay. Alle reacties werden in triplikaat uitgevoerd, samen met no-template controls om de analytische reproduceerbaarheid te garanderen. PCR-amplificatie werd uitgevoerd onder de volgende cycleringscondities: een initiële enzymactivatie/-denaturatiestap bij 95°C gedurende 10 min, gevolgd door 40 cycli van denaturatie bij 95°C gedurende 15 s en annealing/extensie bij 60°C gedurende 60 s. Fluorescentiesignalen werden verzameld aan het einde van elke amplificatiecyclus. Alle reagentia en verbruiksartikelen werden betrokken van commerciële leveranciers (zie Tabel van Materialen). De primer- en probe-sequenties gebruikt in qRT-PCR zijn opgenomen in Tabel 3.
Bioinformatica-analyse
GEPIA-databaseanalyse van YTHDC2-genexpressie
De GEPIA-database werd gebruikt om de expressie van YTHDC2 in NSCLC te analyseren. De GEPIA-webserver (http://gepia.cancer-pku.cn/) werd via een webbrowser benaderd. De module Expression DIY werd geselecteerd, het gensymbool "YTHDC2" werd ingevoerd, de LUAD- en LUSC-datasets werden geselecteerd, de standaard normalisatieparameters werden behouden en boxplots van de differentiële expressie werden direct via de GEPIA-interface gegenereerd. Statistische significantie werd gedefinieerd als p < 0,05.
Kaplan-Meier plotter database voor overlevingsanalyse van longkankerpatiënten
In deze studie werd de relatie tussen de expressie van YTHDC2 en de prognose bij longkankerpatiënten geanalyseerd met behulp van de Kaplan-Meier Plotter-database. De dataset voor longkanker werd geselecteerd, het gensymbool "YTHDC2" werd ingevoerd, de automatisch geselecteerde optie voor de beste afkapwaarde (best cutoff) werd toegepast, en Kaplan-Meier-curves voor de algehele overleving en de overleving na progressie werden gegenereerd met de standaardanalyse-instellingen. Patiënten werden automatisch gestratificeerd in groepen met een hoge en lage expressie op basis van de optimale afkapwaarde zoals bepaald door het Kaplan-Meier Plotter-platform, en hazard ratio's met de bijbehorende 95% betrouwbaarheidsintervallen werden gegenereerd met de standaardinstellingen van het platform.
Het uitvoeren van R-pakketten in R-software voor het plotten van ROC-curves
RNA-sequencing expressiedata en de bijbehorende klinische metadata voor in aanmerking komende TCGA-LUAD en TCGA-LUSC gevallen werden gedownload van het GDC Data Portal. De gedownloade datasets werden samengevoegd op basis van de patiëntidentificatie en geïmporteerd in R voor verdere analyses. Het survivalROC-pakket werd gebruikt om tijdsafhankelijke ROC-curven te genereren voor voorspellingsmomenten van 1, 3 en 5 jaar, en de bijbehorende area under the curve (AUC) waarden werden berekend om de prognostische prestatie van YTHDC2-expressie te evalueren. Alleen TCGA-LUAD en TCGA-LUSC patiënten met beschikbare RNA-seq expressie- en overlevingsinformatie werden opgenomen in de survival ROC-analyse. De lokale klinische cohort werd niet gebruikt voor overlevingsvoorspelling omdat langetermijnfollow-upgegevens niet beschikbaar waren.
Tissue-expressie van YTHDC2 via qRT-PCR
Om de genexpressieniveaus te analyseren, werd qRT-PCR uitgevoerd. Gelijke volumes cDNA werden aan elke reactie toegevoegd volgens de door de fabrikant aanbevolen reactiecondities. Amplificatie werd uitgevoerd met behulp van een probe-gebaseerde kwantitatieve PCR-assay, en fluorescentiegegevens werden automatisch verzameld aan het einde van elke amplificatiecyclus. Kort samengevat bestond het RNA-extractieproces uit verschillende stappen, waaronder monsterpreparatie, deparaffinisatie, verwijdering van resterende vloeistof, digestie met proteinase K, incubatie, centrifugatie, DNase-behandeling, toevoeging van DNase I en ethanolprecipitatie. Het monster werd vervolgens gebonden aan een silica-gebaseerde RNA-zuiveringskolom en gecentrifugeerd bij 8,000 × g gedurende 30 s. De kolom werd vervolgens gewassen met wasbuffer 1, wasbuffer 2 en wasbuffer 2 verdund met ethanol, en gedroogd bij 13,000 × g gedurende 2 min. Het RNA werd vervolgens geëlueerd door 70 µL RNase-vrij water toe te voegen aan het centrum van het kolommembraan, gevolgd door centrifugatie bij 13,000 × g gedurende 1 min. Elk primerpaar vertoonde een enkel amplificatieproduct, wat werd bevestigd door smeltkrompanalyse voordat de relatieve genexpressie werd berekend. De primerefficiëntie (90–110%) werd gevalideerd met behulp van standaardcurves voorafgaand aan de monsteranalyse. Smeltkrompanalyses bevestigden de aanwezigheid van enkelvoudige ampliconen en de afwezigheid van primerdimeren. De relatieve YTHDC2-expressie werd berekend met de 2-ΔCt-methode, waarbij Ct-waarden werden genormaliseerd ten opzichte van het endogene referentiegen GAPDH. Omdat expressiewaarden werden gepresenteerd als genormaliseerde expressieniveaus in plaats van fold-changes ten opzichte van een kalibratiemonster, worden de resultaten gerapporteerd als 2−ΔCt-waarden. GAPDH werd geselecteerd als housekeepinggen omdat de expressie ervan een minimale variabiliteit vertoonde (CV < 5%) vergeleken met de geteste alternatieven (ACTB, CV = 12%; 18S rRNA, CV = 18%), wat consistent is met de selectiecriteria voor referentiegenen in m6A-studies.
Statistische analyse
Statistische analyses werden uitgevoerd met behulp van statistische software, inclusief het maken van grafieken en schema's. Om kwantitatieve en categorische gegevens over de expressie van het YTHDC2-gen bij NSCLC-patiënten te analyseren, werd R-software gebruikt voor bio-informatica-analyses en het genereren van ROC-curves. ROC-curves en de AUC werden gebruikt om de diagnostische prestaties van de YTHDC2-expressie bij het voorspellen van overleving te evalueren. Voor regressiegebaseerde analyses werden, waar van toepassing, effectschattingen (odds ratio's) met de bijbehorende 95% betrouwbaarheidsintervallen gerapporteerd. De Wilcoxon signed-rank test werd gebruikt om de YTHDC2-expressie tussen gepaarde tumor- en aangrenzende normale weefselmonsters te vergelijken, terwijl Pearson-correlatieanalyse werd gebruikt om het verband tussen de YTHDC2-expressie en clinicopathologische kenmerken te beoordelen. Correlatiecoëfficiënten (r) en de bijbehorende p-waarden werden gerapporteerd. Omdat de qRT-PCR-gegevens bestonden uit gepaarde tumor- en aangrenzende normale weefselmonsters van dezelfde patiënten en de genexpressiegegevens niet normaal verdeeld waren, werd de Wilcoxon signed-rank test gebruikt om de YTHDC2-expressieniveaus tussen gepaarde weefsels te vergelijken. Deze test gaat niet uit van een normale verdeling van de gegevens en wordt veelvuldig gebruikt voor scheve biologische data. Alle statistische tests waren tweezijdig, en p <0,05 werd beschouwd als statistisch significant. Continue variabelen werden vóór de analyse getoetst op normaliteit. Continue variabelen worden gepresenteerd als gemiddelde ± standaarddeviatie of mediaan (interkwartielafstand), naar gelang de situatie.