关键词:
肺腺癌
ACSM5
预后
生物标志物
生物信息学
摘要:
背景:肺癌是全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤。肺腺癌(lung adenocarcinoma,LUAD)是非小细胞肺癌(Non-Small Cell Lung Cancer,NSCLC)的最常见的亚型,约占NSCIC的50%。由于肺癌总体预后较差,寻找LUAD新的早期诊断指标或治疗靶点具有重要的临床意义。
近年来,脂肪酸代谢在肿瘤发生进展中的作用逐渐受到关注。其中,酰基辅酶A合成酶中链家族成员5(Acyl-Co A synthetase mediumchain family member 5,ACSM5)是脂肪酸活化重要的代谢酶,主要分布在肝脏、肾脏、肺等全身多种组织中。目前的研究发现ACSM5的表达与乳腺癌(Breast Invasive Carcinoma,BRCA)、肝细胞癌(Liver Hepatocellular Carcinoma,LIHC)、前列腺癌(Prostate Adenocarcinoma,PRAD)和甲状腺癌(Thyroid Carcinoma,THCA)的发生有关,但其在LUAD中的表达和功能尚待深入研究。
目的:本研究拟分析ACSM5在LUAD中表达,并探讨其基因表达与临床病理特征的相关性以及对肺腺癌细胞生物学特性的影响,为肺腺癌的治疗提供新的靶点以及新思路。
方法:
一、ACSM5在LUAD肿瘤组织中的表达及其临床意义
1.通过生物信息学,挖掘癌症和肿瘤基因图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库中包括肺腺癌在内的33种癌症的基因表达谱数据和临床资料,重点分析ACSM5基因在LUAD肿瘤组织和正常组织的差异表达水平及临床诊断意义。
2.通过GEPIA在线网站和人类蛋白质图谱数据库(Human Protein Graphics Database,HPA)验证ACSM5在LUAD癌组织和正常组织中的基因和蛋白中的表达水平。
3.临床病理特征相关性分析:分析ACSM5表达与LUAD患者临床病理特征的相关性,如患者年龄、性别、吸烟史、肿瘤分期、TNM分期等。
4.预后分析:使用R软件绘制Kaplan-Meier生存曲线,探究ACSM5基因表达水平与LUAD患者总生存期(Overall Survival,OS)和疾病特异生存期(Disease Specific Survival,DSS)的相关性;利用SPSS软件进行单因素和多因素Cox分析,观察LUAD患者年龄、性别、吸烟史、肿瘤分期、TNM分期和目标基因ACSM5表达量与预后的关系。
5.功能分析:通过基因集富集(Gene set enrichment analysis,GSEA)分析在LUAD中与ACSM5相关通路,并通过CIBERSORT算法计算进一步确定ACSM5与22种肿瘤浸润免疫细胞之间的相关性。
二、ACSM5表达对肺腺癌细胞的生物学特性的影响
1.采用RT-qPCR技术检测ACSM5 mRNA在人正常肺支气管上皮细胞株(BES-2B)和3个LUAD细胞株中的表达水平。
2.构建过表达ACSM5的细胞株,采用RT-qPCR和Western blotting方法检测过表达ACSM5的LUAD细胞株的过表达效率。采用CCK8、平板克隆和划痕实验检测,过表达ACSM5的LUAD细胞株增殖、克隆形成和迁移能力的改变。
3.转录组测序,分析A549细胞过表达ACSM5前后基因表达差异。
结果:
一、ACSM5在LUAD中低表达,且低表达与患者不良预后相关
***数据库分析结果表明,ACSM5基因表达量在大部分癌症组织中降低;其中,ACSM5在LUAD表达显著低于正常组织。
***5的诊断曲线下面积为0.844,95%的置信区间(95%CI)为0.809-0.881,灵敏度0.6962,特异性0.9137,可以作为肺癌临床诊断标记物。
***5表达水平高低与患者年龄(P=0.011)、是否吸烟(P=0.001)及T分期(P=0.016)显著相关,差异有统计学意义;而与患者性别、肿瘤分期、N分期和M分期均无显著的统计学差异(P>0.05)。
***5高表达组的患者OS和DSS均比低表达组长,差异有统计学意义(P<0.01);单因素Cox回归分析结果显示病理分期、T分期、N分期和ACSM5表达水平都能影响LUAD患者OS(P值均<0.05);多因素Cox回归分析结果显示ACSM5表达水平(HR=0.773,P<0.05)和病理分期是影响LUAD患者OS的独立预后指标。
***分析结果显示,ACSM5高表达能够激活异体排斥、IL6/JAK/STAT3信号通路、γ-干扰素反应、补体和炎症反应通路;抑制MYC靶标V2、MYC靶标V1、糖酵解、E2F靶点和G2M检查点