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科研资料帮
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大家好，今天跟大家分享为一篇中科院2区，3+的单癌种预后模型文章，于2024年6月发表在【Scientific Reports】题为Compre hensive analysis of endop lasmic reticulum stress related signature in head and neck squamous carcinoma（PMID：39043683）。文章利用热点基因集，通过WGCNA,Lasso等多种算法挑选出关键枢纽基因进行肿瘤预后模型构建，通路富集与免疫浸润分析以及后续单细胞转录组分析，并补充了多种细胞实验作为验证，适合做肿瘤生信的学习~
01
研究背景
头颈部鳞状癌 （HNSC） 是一种普遍存在的恶性疾病，大多数患者在晚期被诊断出来。内质网应激 （ERS） 被认为是促进肿瘤发生并影响各种癌症中肿瘤微环境 （TME） 的过程。该研究旨在探讨ERS在HNSC中的预测价值，并探讨ERS相关基因与TME的相关性。基于TCGA和GEO数据库的mRNA和scRNA-seq数据，进行了一系列生物信息学分析。
我们进行了RT-qPCR和Western blot以验证其特征，并进行了细胞功能实验以研究该基因的体外生物学功能。我们确定了 63 个与 HNSC 的结局和分期相关的 ERS 相关基因。开发了三基因特征（ATF6、TRIB3 和 UBXN6），对 HNSC 患者的预后和免疫治疗反应具有预测价值。高危组的预后较差，但可能从免疫治疗中获益。
此外，特征与免疫浸润之间存在显着相关性。在高危组中，成纤维细胞在细胞间通讯中更活跃，并且在序列期结束时观察到更多的T细胞。ERS相关特征的基因在HNSC细胞中过表达，敲除TRIB3显著抑制细胞增殖和迁移。这项研究建立了一种新的ERS相关特征，对HNSC治疗和TME的理解具有潜在的意义。
见图一
通过 WGCNA 鉴定临床表型相关基因。
图一
（A） 确定WGCNA中的软阈值功率。
（B） WGCNA中5个基因模块的聚类树状图。
（C） 5个基因模块与表型之间的模块-表型关系（阶段和结果）。
（D） MEyellow和MEturquoise模块中差异表达基因的维恩图。
见图二
建立与ERS相关的风险特征。
图二
（A） LASSO 中部分似然偏差的可视化。
（B） LASSO中的最小值和最优λ。
（C） 多变量Cox回归分析中结果的森林图。
（D） ERS相关特征（ATF6、TRIB3、UBXN6）基因表达与表型数据（包括性别、年龄、阶段和结果）的热图。
见图三
验证ERS相关签名的预后价值。
图三
（A，B）TCGA HNSC 队列 （A） 和 GEO 队列 （B） 中风险组的生存曲线和总生存期。
（C） 用于预测 HNSC 预后的列线图。
（D-E）列线图在 1 年 （D） 和 5 年 （E） 内的校准曲线。
见图四
HNSC 中 ERS 相关签名的突变谱。
图四
（A-B）低风险组 （A） 和高风险组 （B） 的突变谱图。
（C，D）TP53在低风险组（C）和高风险组（D）中的棒棒糖突变图。
（E） 高风险组和低风险组之间的 TMB。
（F） 风险评分与TMB评分的相关性。
（G） 免疫治疗队列中不同风险组的生存分析。
见图五
HNSC 中免疫浸润的评估。
图五
（A） HNSC 中低风险组和高风险组之间 22 种免疫细胞的相对丰度。
（B-E）风险评分与免疫评分 （B）、CD8 + T 细胞 （C）、活化 NK 细胞 （D） 和静息 NK 细胞 （E） 之间关联的相关图。
（F） ERS相关特征（ATF6、TRIB3、UBXN6）中每个基因的mRNA表达与22种免疫细胞的相对丰度之间的关联气泡图。* 表示 P 值小于 0.05，**表示 P 值小于 0.01。
见图六
单细胞 RNA 序列 （scRNA-seq） 分析。
图六
（A） UMAP 图为肿瘤和邻近正常组织中存在的不同细胞类型提供了注释和颜色代码。
（B）各簇中的标记基因。
（C） 各簇中ERS相关特征中基因的表达。
（D） 直方图显示了高风险组和低风险组之间的细胞类型百分比。
（E） UMAP 图显示了 T/NK 细胞的聚集。
（F）用于 T/NK 细胞聚集的标记基因。
（G） 直方图显示了高风险组和低风险组中不同 T/NK 细胞簇的比例。
（H） GSVA显示CD8 T细胞中特定通路在高（红色）和低风险（蓝色）组之间的富集。
见图七
细胞间通信和轨迹分析。
图七
（A-D）低风险 （A，B） 和高风险 （C，D） 组之间不同细胞亚型相互作用的可视化。
（E） CD8 T细胞的状态、簇和伪时间。
（F，G）高风险组和低风险组之间 T 细胞的点图图 （F） 和密度分布图 （G）。
02
研究结论
在这项研究中，我们开发了由 ATF6、TRIB3 和 UBXN6 组成的 ERS 相关特征，并评估了其预测 HNSC 免疫治疗预后和反应的潜力。我们的研究结果表明，该特征与免疫浸润密切相关。在高危组中，成纤维细胞在细胞间通讯中表现出增加的活性，而T细胞往往在时间序列结束时积累。我们还证明，ERS相关特征中的基因在HNSC中过表达，并且TRIB3的敲低有效地抑制了细胞增殖和迁移。总体而言，我们的研究表明，这种新的ERS相关特征可能为HNSC的治疗提供见解，并增强我们对ERS相关基因与HNSC中TME之间关系的理解。
好了，今天的文献解读就到这儿来，我们下期再见！如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。
2024年08月07日 08点08分
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01
研究背景
头颈部鳞状癌 （HNSC） 是一种普遍存在的恶性疾病，大多数患者在晚期被诊断出来。内质网应激 （ERS） 被认为是促进肿瘤发生并影响各种癌症中肿瘤微环境 （TME） 的过程。该研究旨在探讨ERS在HNSC中的预测价值，并探讨ERS相关基因与TME的相关性。基于TCGA和GEO数据库的mRNA和scRNA-seq数据，进行了一系列生物信息学分析。
我们进行了RT-qPCR和Western blot以验证其特征，并进行了细胞功能实验以研究该基因的体外生物学功能。我们确定了 63 个与 HNSC 的结局和分期相关的 ERS 相关基因。开发了三基因特征（ATF6、TRIB3 和 UBXN6），对 HNSC 患者的预后和免疫治疗反应具有预测价值。高危组的预后较差，但可能从免疫治疗中获益。
此外，特征与免疫浸润之间存在显着相关性。在高危组中，成纤维细胞在细胞间通讯中更活跃，并且在序列期结束时观察到更多的T细胞。ERS相关特征的基因在HNSC细胞中过表达，敲除TRIB3显著抑制细胞增殖和迁移。这项研究建立了一种新的ERS相关特征，对HNSC治疗和TME的理解具有潜在的意义。
见图一
通过 WGCNA 鉴定临床表型相关基因。
图一（A） 确定WGCNA中的软阈值功率。
（B） WGCNA中5个基因模块的聚类树状图。
（C） 5个基因模块与表型之间的模块-表型关系（阶段和结果）。
（D） MEyellow和MEturquoise模块中差异表达基因的维恩图。
见图二
建立与ERS相关的风险特征。
图二（A） LASSO 中部分似然偏差的可视化。
（B） LASSO中的最小值和最优λ。
（C） 多变量Cox回归分析中结果的森林图。
（D） ERS相关特征（ATF6、TRIB3、UBXN6）基因表达与表型数据（包括性别、年龄、阶段和结果）的热图。
见图三
验证ERS相关签名的预后价值。
图三（A，B）TCGA HNSC 队列 （A） 和 GEO 队列 （B） 中风险组的生存曲线和总生存期。
（C） 用于预测 HNSC 预后的列线图。
（D-E）列线图在 1 年 （D） 和 5 年 （E） 内的校准曲线。
见图四
HNSC 中 ERS 相关签名的突变谱。
图四（A-B）低风险组 （A） 和高风险组 （B） 的突变谱图。
（C，D）TP53在低风险组（C）和高风险组（D）中的棒棒糖突变图。
（E） 高风险组和低风险组之间的 TMB。
（F） 风险评分与TMB评分的相关性。
（G） 免疫治疗队列中不同风险组的生存分析。
见图五
HNSC 中免疫浸润的评估。
图五（A） HNSC 中低风险组和高风险组之间 22 种免疫细胞的相对丰度。
（B-E）风险评分与免疫评分 （B）、CD8 + T 细胞 （C）、活化 NK 细胞 （D） 和静息 NK 细胞 （E） 之间关联的相关图。
（F） ERS相关特征（ATF6、TRIB3、UBXN6）中每个基因的mRNA表达与22种免疫细胞的相对丰度之间的关联气泡图。* 表示 P 值小于 0.05，**表示 P 值小于 0.01。
见图六
单细胞 RNA 序列 （scRNA-seq） 分析。
图六（A） UMAP 图为肿瘤和邻近正常组织中存在的不同细胞类型提供了注释和颜色代码。
（B）各簇中的标记基因。
（C） 各簇中ERS相关特征中基因的表达。
（D） 直方图显示了高风险组和低风险组之间的细胞类型百分比。
（E） UMAP 图显示了 T/NK 细胞的聚集。
（F）用于 T/NK 细胞聚集的标记基因。
（G） 直方图显示了高风险组和低风险组中不同 T/NK 细胞簇的比例。
（H） GSVA显示CD8 T细胞中特定通路在高（红色）和低风险（蓝色）组之间的富集。
见图七
细胞间通信和轨迹分析。
图七（A-D）低风险 （A，B） 和高风险 （C，D） 组之间不同细胞亚型相互作用的可视化。
（E） CD8 T细胞的状态、簇和伪时间。
（F，G）高风险组和低风险组之间 T 细胞的点图图 （F） 和密度分布图 （G）。
02
研究结论
在这项研究中，我们开发了由 ATF6、TRIB3 和 UBXN6 组成的 ERS 相关特征，并评估了其预测 HNSC 免疫治疗预后和反应的潜力。我们的研究结果表明，该特征与免疫浸润密切相关。在高危组中，成纤维细胞在细胞间通讯中表现出增加的活性，而T细胞往往在时间序列结束时积累。我们还证明，ERS相关特征中的基因在HNSC中过表达，并且TRIB3的敲低有效地抑制了细胞增殖和迁移。总体而言，我们的研究表明，这种新的ERS相关特征可能为HNSC的治疗提供见解，并增强我们对ERS相关基因与HNSC中TME之间关系的理解。
好了，今天的文献解读就到这儿来，我们下期再见！如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。