Meme kanserinde m6A ile ilişkili genlerin diferansiyel mRNA ekspresyonu
TCGA ve GTEx verilerinin (1.034 tümör, 104 NAT, 92 sağlıklı doku) analizi, çoğu m6A ile ilişkili genin farklı şekilde eksprese edildiğini ortaya koydu (Şekil 1). Sağlıklı meme dokularına göre 10 gen önemli ölçüde yükseltildi: KIAA1429, RBM15, RBM15B, HNRNPC, YTHDF1, YTHDF2, YTHDF3, IGF2BP1, IGF2BP3 ve ALKBH5 (hepsi P < 0.0001, RBM15 P < 0.001 hariç). Sekiz gen aşağı regülasyonla düzenlendi: WTAP, METTL3, METTL14, HNRNPA2B1, YTHDC1, YTHDC2, IGF2BP2 ve FTO (P 0.05 < 0.0001 < P arasında). METTL16 ve eIF3A arasında belirgin bir fark bulunmadı. Tümörler ile NAT'lar karşılaştırıldığında, HNRNPA2B1 yukarı regule edilirken, YTHDF3, eIF3A ve ALKBH5 aşağı regulasyonluydu; RBM15, RBM15B ve YTHDF2 arasında hiçbir fark bulunmadı (Şekil 1). NAT'ların kontrol olarak kullanımı sorgulandı, bu da sağlıklı doku karşılaştırmalarındaki tutarsızlıkları açıklayabilir18,19. İlginç bir şekilde, CPTAC veri setinde tüm meme kanseri alt tiplerinde normal dokulara kıyasla daha yüksek YTHDF3 protein bolluğuna doğru bir eğilim gözlemlenmiştir (P < 0.0001). Ayrıca, meme kanserinin luminal alt tiplerinde normal dokulara kıyasla (P = 0.004, < 0.01) (Ek Şekil S1) yalnızca meme kanserinin luminal alt tiplerinde YTHDF3'ün anlamlı şekilde daha yüksek mRNA ekspresyonu gözlemlenmiştir. Genel olarak, meme kanserinde m6A ile ilişkili genlerin belirgin şekilde düzensizliği belirgindir.
Meme kanserinde m6A ile ilişkili genlerin promotor metilasyonu ve gen amplifikasyonu
DNA metilasyonu, gen transkripsiyonunun epigenetik düzenlemesinde önemli rol oynar ve promotor hipermetilasyonu mRNAifadesini 20 inhibe eder. MethHC analizi, tümörlerde IGF2BP1, IGF2BP2 ve IGF2BP3 için kontrol ile kontrol arasında (P < 0.005) yalnızca promotor metilasyon farklılıklarını göstermiştir. IGF2BP2 mRNA'nın aşağı regulasyonu kısmen hipermetilasyonuna bağlanabilir. cBioPortal analizi, WTAP ve ALKBH5'in mRNA aşağı regulasyonu sergilediğini, KIAA1429 (VIRMA), YTHDF1, YTHDF3 ve IGF2BP1'in ise yukarı regülasyonlarıyla ilişkili gen amplifikasyonu gösterdiğini gösterdi (Ek Şekil S2, Ek Şekil S3 ve Ek Şekil S4). Bu bulgular, m6A ile ilişkili genlerin mRNA seviyelerinin ağırlıklı olarak promotor metilasyonu veya gen amplifikasyonu tarafından yönlendirilmediğini göstermektedir.
Meme kanserinde m6A ile ilişkili genlerin sağ kalma analizi
947 hastanın sağ kalma analizi, düşük RBM15B ekspresyonu ile yüksek METTL16, HNRNPC, YTHDF1, YTHDF3 ve IGF2BP1 ekspresyonunun azalmış genel sağlıkla anlamlı ilişkili olduğunu ortaya koydu (Şekil 2 ve Şekil 3). Yaş, evre ve ırka göre ayarlanan çok değişkenli Cox regresyonu, YTHDF3 regülasyonunun kötü genel hayatta kalmanın bağımsız bir öngörücüsü olduğunu doğruladı (HR: 1.024, %95 GA: 1.003–1.046, P = 0.024) (Tablo 1). Dış doğrulama için, KMplotter çevrimiçi aracı kullanılarak yapılan analizler, yüksek YTHDF3 ifadesinin kötü hastalık prognozunu öngördüğünü göstermiştir (Ek Şekil S5). Diğer genler bağımsız olarak anlamlı değildi (Ek Tablo S1).
M6A ile ilişkili gen YTHDF3'ün potansiyel moleküler ağı ve bağışıklık sızması
YTHDF3'ün STRING analizi (50'ye kadar sınırlı etkileşimli) 224 kenarlı ve önemli zenginleşmeye sahip bir ağ (P < 1e-16) tespit etti. YTHDF3, METTL3, ALKBH5, WTAP, METTL14 ve diğerleriyle yakından ilişkilidir (Şekil 4A). Metascape zenginleştirme analizi 13 anlamlı fonksiyonel küme tespit etti (P < 0.01, minimum sayı 3, zenginleştirme faktörü > 1.5; Şekil 4B). En üst sırada yer alan küme mRNA metabolik düzenlemesi (GO1903311, 22 gen) oldu. Kanserle ilgili ek kümeler arasında DNA dealkilasyon onarımı (GO0006307), pri-miRNA işleme (GO0031053) ve telomeraz stabilizasyonu (GO1904356) gibi bölümler yer aldı. Küme isimleri, ilişkili genler ve zenginleştirme istatistiklerinin tam listesi Ek Tablo S2'de sunulmaktadır. Ayrıca, sonuçlar YTHDF3 ifadesi ile bağışıklık hücreleri arasında ( hepsi P < 0.01) anlamlı pozitif korelasyonlar ortaya koydu (Ek Şekil S6). Dolayısıyla, YTHDF3 yukarı regülasyonu mRNA metabolizması, DNA onarımı, telomer bakımı ve bağışıklık infiltrasyonu ile ilişkili olabilir.
Meme kanserinde YTHDF3'ün mRNA ekspresyonunu artırması
Meme kanseri dokuları ve eşleşen bitişik normal meme dokuları, Temmuz 2023 ile Ekim 2023 arasında Southwest Medical University Bağlı Hastanesi Meme Cerrahisi Bölümü'nde ameliyat geçiren 20 hastadan toplandı. Bu eşleştirilmiş örneklerin qRT-PCR analizi, tümör dokularında bitişik normal dokulara göre anlamlı olarak daha yüksek YTHDF3 mRNA ekspresyonunu göstermiştir (P = 0.001) (Ek Şekil S7 ve Ek Tablo S3).
Veri Erişilebilirliği
Bu çalışmada analiz edilen tüm veri setleri aşağıdaki açık erişim depolarından kamuya açık olarak erişilebilir durumdadır. Gen ekspresyonu ve klinik veriler: Meme kanseri RNA-seq ekspresyonu verileri ve ilgili klinik bilgiler, İnsan Protein Atlası (https://www.proteinatlas.org/) aracılığıyla Kanser Genomu Atlası (TCGA-BRCA)'dan alınmıştır. Ek normal meme dokusu ekspresyonu verileri, Genotip-Doku İfadesi (GTEx) projesinden (dbGaP erişim phs000424.v8.p2) Meme Kanseri Gen-İpresyonu Madencisi v4.7 (http://bcgenex.ico.unicancer.fr/) aracılığıyla alındı. Hayatta kalma doğrulaması Kaplan-Meier Planlayıcısı (https://kmplot.com) kullanılarak gerçekleştirildi. Protein ve mRNA ekspresyon verileri UALCAN (http://ualcan.path.uab.edu/) aracılığıyla elde edildi. Genetik değişiklikler: İnvaziv meme kanseri veri seti (TCGA, Provisional, 1108 örnek) için somatik mutasyon ve kopya sayı değişikliği verilerine cBioPortal (https://www.cbioportal.org/) üzerinden erişildi. DNA promotor metilasyonu: Metilasyon verileri, 839 meme kanseri örneği ve kısmen eşleştirilmiş normal kontrol kontrol grupları içeren MethHC (http://methhc.mbc.nctu.edu.tw/)'den alındı. Protein-protein etkileşimi ve yol zenginleştirmesi: Fonksiyonel ağ analizi STRING v12.0 (https://string-db.org/, güven puanı 0.4) ve Metascape (http://metascape.org/) kullanılarak gerçekleştirildi. İmmün infiltrasyon analizi TIMER (https://cistrome.shinyapps.io/timer/) kullanılarak gerçekleştirildi. Figürlerin temelinde bulunan ek veriler, makul talep üzerine ilgili yazardan temin edilebilir.

Şekil 1. Meme kanserinde N6-metiladenozin (m6A) ile ilişkili genlerin diferansiyel mRNA ekspresyonu. Kırmızı ise yukarı düzenlemeyi gösterir; Mavi, aşağı regülasyon, siyah ifade farkı yok, beyaz ise gen ifade verisi olmadığını gösterir. Renk kodlaması istatistiksel anlamlılığı yansıtır. Çift karşılaştırmalar için Dunnett-Tukey-Kramer testi kullanıldı. Not: "Normal" TCGA'da tümörler ile NAT'lar arasındaki karşılaştırmanı ve GTEx'te tümörler ile sağlıklı dokular arasındaki karşılaştırmayı içerir. Kısaltmalar: NATs = normal bitişik dokular; TCGA = Kanser Genomu Atlası; GTEx = Genotip-doku İfadesi. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2. M6A "yazarları" RBM15B ve METTL16'nin anormal mRNA ekspresyonu ile meme kanseri hastalarında genel hayatta kalma arasındaki ilişki. (A) RBM15B'nin düşük ekspresyonu daha kısa genel sağlıkla ilişkilendirildi (log-rank testi, P = 0.008, <0.01); (B) METTL16'ın yüksek ifadesi kötü prognozla ilişkilendirildi (log-rank testi, P = 0.013, <0.05). Hastalar, optimal kesme değeri kullanılarak yüksek ve düşük ekspresyonlu gruplara ayrıldı. n = 947 (TCGA-BRCA kohortu). Mavi ve yeşil eğriler sırasıyla düşük ve yüksek ifadeli grupları temsil eder. mRNA ifadesinin birimi, Milyon haritalanmış okuma başına transkript kilobazı başına parça idi. Kısaltma: TCGA-BRCA = Kanser Genomu Atlası Meme İnvaziv Karsinom; m6A = N6-metiladenosin. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3. M6A " okuyucuları" HNRNPC, YTHDF1, YTHDF3 ve IGF2BP1 anormal mRNA ifadesi ile meme kanseri hastalarında genel sağkalma arasındaki korelasyon. (A) Yüksek HNRNPC mRNA ekspresyonu, genel hayatta kalma oranının azalmasıyla ilişkilendirildi (log-rank testi, P = 0.01, <0.05). (B-D) YTHDF1, YTHDF3 ve IGF2BP1'in yüksek ekspresyonu, daha kötü prognozla anlamlı ilişkilendirildi (log-rank testi, P = 0.002, P = 0.014 ve P < 0.001). Hastalar, optimal kesme değeri kullanılarak yüksek ve düşük ekspresyonlu gruplara ayrıldı. n = 947 (TCGA-BRCA kohortu). Mavi ve yeşil eğriler sırasıyla düşük ve yüksek ifadeli grupları temsil eder. Gen mRNA ekspresyonunun birimi, Milyon haritalanmış okuma başına transkript kilobazına Fragments Per Kilobase idi. Kısaltmalar: TCGA-BRCA = Kanser Genomu Atlası Meme İnvaziv Karsinom; m6A = N6-metiladenosin. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4. YTHDF3'ün potansiyel moleküler düzenleyici ağı. (A) YTHDF3'ün yem olduğu STRING veritabanı sorgulamasıyla oluşturulan protein etkileşim ağı (güven puanı ≥ 0.4, maksimum etkileşim aktör = 50). Kenar genişlikleri, destekleyici kanıtların gücünü gösterir. (B) Metascape analizi 13 önemli fonksiyonel küme (P < 0.01, minimum sayı = 3, zenginleştirme faktörü > 1.5) tespit etti. Ontoloji kaynakları arasında Kyoto Genler ve Genomlar Ansiklopedisi ve Gen Ontolojisi Biyolojik Süreçleri yer almaktadır. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
| Parametreler | İK | %95 CI | p-değeri |
| YTHDF3 | 1.024 | 1.003-1.046 | 0.024 |
| Yaş | 1.036 | 1.023-1.050 | <0.001 |
| Yarış | 1.275 | 0.892-1.821 | 0.182 |
| Sahne | 2.263 | 1.796-2.851 | <0.001 |
Tablo 1: M6A ile ilişkili gen YTHDF3'ün çok değişkenli Cox sağ kalma regresyon analiz sonuçları. Kısaltmalar: HR = tehlike oranı; %95 GA = güven aralığı.
Ek Şekil S1. CPTAC ve TCGA veri setlerinden alınan farklı meme kanseri alt tipleri ve normal dokularda YTHDF3'ün protein ve mRNA seviyeleri. YTHDF3'ün protein ekspresyonu: (A) birincil tümörlerde ve normal dokularda ve (B) meme invaziv karsinom alt tiplerinde. Z-değerleri, ilgili kanser tipi için örnekler arasında ortalama değerden standart sapma sayısını gösterir. CPTAC log2 spektral sayım oranı değerleri önce her örnek profilinde, ardından örnekler arasında normalleştirildi. (C) Meme invaziv karsinomunun farklı alt tiplerinde YTHDF3'ün mRNA ekspresyonu (RNA-dizi, Milyon haritalanmış okuma başına transkript kilobazına Göre Fragments). Kısaltmalar: CPTAC = Klinik Proteomik Tümör Analiz Konsorsiyumu; TCGA = Kanser Genom Atlası. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Şekil S2. MethHC veritabanından alınan m6A ile ilgili genlerin promotor metilasyon durumu. (A) Meme kanseri ve normal kontrollerde m6A "yazarları"nın promotor metilasyonu. (B) Meme kanseri ve normal kontrollerde m6A "silgilerinin" promotor metilasyonu. (C) Meme kanseri ve normal kontrol bölgelerinde m6A "okuyucuların" promotor metilasyonu. Kırmızı, meme kanseri; Yeşil, normal kontroller. *P < 0.05, **P < 0.005. Kısaltma: m6A = N6-metiladenozin. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Şekil S3. cBioPortal tarafından m6A "yazarları" ve "silgicileri" için analiz edilen gen mutasyonu ve kopya numarası değişiklikleri (TCGA, Provisional, n = 1.108). (A) m6A "yazarları"ndaki değişiklikler. (B) m6A "silgi"lerindeki değişiklikler. Çubuk grafikler, her değişim türünün sıklığını gösterir: yanlış algı mutasyonları, güçlendirmeler, derin silinmeler ve çoklu değişiklikler. Sadece %1 değişim sıklığına sahip genler ≥ gösterilmiştir. Gen başına toplam değişim sıklığı sağda gösterilmiştir. Kısaltmalar: TCGA = Kanser Genomu Atlası; m6A = N6-metiladenosin. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Şekil S4. cBioPortal tarafından m6A "okuyucuları" için gen mutasyonu ve kopya numarası değişiklikleri analiz edildi (TCGA, Provisional, n = 1.108). Çubuk grafikler, her değişim türünün sıklığını gösterir: yanlış algı mutasyonları, güçlendirmeler, derin silinmeler ve çoklu değişiklikler. Sadece %1 değişim sıklığına sahip genler ≥ gösterilmiştir. Gen başına toplam değişim sıklığı sağda gösterilmiştir. Kısaltmalar: TCGA = Kanser Genomu Atlası; m6A = N6-metiladenosin. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Şekil S5. KMplotter'da YTHDF3'ün meme kanseri hastalarının sağ kalma süresiyle korelasyonu. (A) Yüksek YTHDF3 mRNA ekspresyonu, genel hayatta kalma oranının azalmasıyla ilişkilendirildi (P = 0.011, <0.05). (B-D) YTHDF3'ün yüksek ekspresyonu, daha zayıf neksetmesiz sağkalma, uzak metastaz olmayan sağ kalma ve ilerleme sonrası sağlıkla anlamlı ilişkilendirildi (sırasıyla P = 1.9e-09, P = 0.06 ve P = 0.029). Tüm P değerleri log-rank testi ile hesaplandı. Risk altındaki hasta sayısı her grafiğin altında gösterilmiştir. Optimal kesme noktası, aracın otomatik en iyi kesim özelliğiyle belirlendi. Kısaltma: KMplotter = Kaplan-Meier Plotter. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Şekil S6. Meme kanserinde YTHDF3 ekspresyonunun bağışıklık sızması ile korelasyonu. YTHDF3 ekspresyonu TIMER veri setindeki B hücreleri, CD4+ T hücreleri, CD8+ T hücreleri, makrofajlar, nötrofiller ve DC'lerin infiltrasyon seviyeleriyle pozitif korelasyon göstermiştir. Tümör saflığı, kısmi Spearman korelasyon analizinde kovaryat olarak kullanılmıştır. Kısaltmalar: DCs = dendritik hücreler; ZAMANLAYıcı = Tümör Bağışıklık Tahmini Kaynağı. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Şekil S7. 20 eşleşmiş meme kanseri dokusu ve bitişik normal dokularda YTHDF3 mRNA ifadesinin nicel ters transkripsiyon polimeraz zincir reaksiyonu doğrulanması. YTHDF3 mRNA seviyeleri β-aktine normalize edildi. Veriler 2⁻ΔΔCt değerleri olarak sunulur. İstatistiksel karşılaştırma, ΔCt değerleri (P = 0.001) üzerinde iki kuyruklu çiftli Öğrenci t-testi kullanılarak gerçekleştirildi. Kısaltmalar: NC = bitişik normal meme dokuları; BrCa = meme kanseri dokuları. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Tablo S1. M6A ile ilişkili genlerde çok değişkenli hayatta kalma analizinin özet sonuçları. Kısaltmalar: HR = tehlike oranı; %95 GA = güven aralığı. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Tablo S2. Metascape temelli 13 YTHDF3 ile ilişkili genin açıklama ve zenginleştirme sonuçları.Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Ek Tablo S3. 20 eşleştirilmiş meme kanseri örneğinin klinik bilgileri.Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.