更新時(shí)間:2024-03-29 05:23作者:小樂
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標(biāo)題:BNIP3 作為識(shí)別實(shí)體瘤預(yù)后和診斷的潛在生物標(biāo)志物期刊:分子癌癥影響因子:IF=37.2999 出版日期:2023 年8 月30 日研究背景腺病毒E1B 19kDa 相互作用蛋白3 (BNIP3) 是B 細(xì)胞A 線粒體淋巴瘤2(Bcl-2)超家族中的促凋亡蛋白,對(duì)于誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡以及調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞線粒體自噬、凋亡等功能至關(guān)重要。在以往的研究中,BNIP3可以影響放療和化療的效果,也可以作為靶向治療的生物標(biāo)志物。然而,人們對(duì)BNIP3在腫瘤治療中的分子機(jī)制知之甚少。
研究過程本研究利用多組學(xué)數(shù)據(jù)和R語(yǔ)言對(duì)33個(gè)泛癌腫瘤中BNIP3表達(dá)進(jìn)行差異、生存、臨床相關(guān)性、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性(MSI)和相關(guān)性分析,以闡明腫瘤突變負(fù)荷(TMB)、腫瘤微環(huán)境和免疫細(xì)胞浸潤(rùn)?;贐NIP3的表達(dá),探討這些腫瘤中的分子機(jī)制,并通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用(PPI)和基因富集分析(GSEA)進(jìn)一步分析BNIP3的信號(hào)通路。最后,通過研究其信號(hào)通路涉及的分子,探索針對(duì)BNIP3的治療方法,為腫瘤的診斷和治療提供新思路。
主要結(jié)果:33種癌癥中,23種BNIP3低表達(dá),10種BNIP3極高表達(dá)(圖1A),表明BNIP3的異常表達(dá)可能參與了多種惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。在森林圖的預(yù)后分析中(圖1B,C),BNIP3的低表達(dá)與10個(gè)腫瘤的總體分析(OS)和7個(gè)腫瘤的疾病特異性生存(DSS)相關(guān),說明了BNIP3的預(yù)后意義。利用個(gè)體癌癥的臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,Kaplan-Meier生存曲線結(jié)果顯示,乳腺癌浸潤(rùn)性癌(BRCA)(P=0.017)和肉瘤(SARC)(P0.001)患者的不良預(yù)后與BINP3(圖D-K);透明腎細(xì)胞癌(KIRC) (P=0.005) 和低級(jí)別膠質(zhì)瘤(LGG) (P0.001) 患者的預(yù)后不良與BNIP3 下調(diào)相關(guān)。 BNIP3 表達(dá)因階段、年齡和性別而異(圖1 L)。正如之前報(bào)道的,更明顯的TMB和MSI表明腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生更多的新抗原,這些新抗原可以被免疫細(xì)胞識(shí)別為外來物質(zhì),從而誘導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng)。在BRCA和KIRC中,BNIP3表達(dá)與TMB和MSI顯著正相關(guān),也就是說,該腫瘤中BNIP3表達(dá)較高的患者也具有較高的TMB和較長(zhǎng)的OS。相反,LGG 中的BNIP3 表達(dá)分別與TMB 和MSI 呈負(fù)相關(guān)和正相關(guān)。之前的一項(xiàng)研究報(bào)告稱,TMB 與DNA 損傷/修復(fù)途徑相關(guān),TMB 水平越高,代表DNA 損傷水平越高。因此,對(duì)BNIP3表達(dá)與腫瘤微環(huán)境和免疫細(xì)胞浸潤(rùn)之間的相關(guān)性進(jìn)行分析。在腫瘤微環(huán)境的相關(guān)性分析中,BNIP3表達(dá)與免疫和基質(zhì)細(xì)胞水平呈正相關(guān),在BRCA(r=-0.22,r=-0.29)、SARC(r=-0.17,r=-0.18)、LGG( KIRC 呈正相關(guān)(r=-0.39,r=-0.31);但KIRC 呈負(fù)相關(guān)(r=-0.061,r=-0.1)(圖1O-V),表明BNIP3 上調(diào)與免疫細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞水平較低,腫瘤相關(guān)細(xì)胞純度較高,可能導(dǎo)致患者生存期縮短。在免疫細(xì)胞浸潤(rùn)方面,BNIP3表達(dá)與免疫細(xì)胞,特別是肥大細(xì)胞顯著相關(guān)。肥大細(xì)胞是先天性免疫細(xì)胞在對(duì)組織穩(wěn)態(tài)和炎癥很重要的組織中。肥大細(xì)胞增殖與某些病理狀況有關(guān),肥大細(xì)胞與多種健康和疾病狀態(tài)相關(guān)。分析還證實(shí)BNIP3表達(dá)調(diào)節(jié)肥大細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境,從而影響患者的生存。
圖1 BNIP3在全癌臨床腫瘤生物學(xué)中的表達(dá)及在BRCA、SARC、KIRC和LGG免疫微環(huán)境中的表達(dá)的預(yù)后BNIP3通過多種生物學(xué)過程在不同類型癌癥的發(fā)生中發(fā)揮作用。作者使用GSEA 和維恩圖分析來探索BNIP3 可能影響四種腫瘤腫瘤發(fā)生的潛在途徑和基因。結(jié)果顯示,BNIP3主要通過ncRNA 3'末端加工、snRNA加工、整合復(fù)合物、snRNA 3'末端加工、snRNA代謝過程和基因沉默6條途徑調(diào)控BRCA和SARC的腫瘤發(fā)生(圖2A-G)。此外,BNIP3主要通過UTR介導(dǎo)的mRNA、翻譯起始的正向調(diào)節(jié)、翻譯起始的調(diào)節(jié)、U2 snRNP、動(dòng)脈形態(tài)發(fā)生的調(diào)節(jié)、突觸前活性區(qū)的細(xì)胞質(zhì)成分以及細(xì)胞外配體門控離子的抑制等發(fā)揮作用。通道活性影響KIRC 和LGG 的腫瘤發(fā)生、翻譯激活劑活性、苯二氮卓受體活性和配體門控陰離子通道活性途徑。進(jìn)一步進(jìn)行PPI分析,探討B(tài)NIP3在腫瘤中作用的分子機(jī)制。 PPI網(wǎng)絡(luò)揭示了BNIP3和組蛋白脫乙酰酶(HDAC)之間的相互作用,它們參與調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞生理功能的幾個(gè)核心過程,特別是血管生成、炎癥信號(hào)傳導(dǎo)和氧化還原穩(wěn)態(tài)(圖2H-I)。大多數(shù)內(nèi)皮HDAC具有抗增殖功能,其中I類HDAC可以促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖。除了不同的外部刺激之外,外部應(yīng)激源也會(huì)影響HDAC1 是否在促炎通路或抗炎通路中發(fā)揮作用。這一事實(shí)也在一定程度上解釋了不同腫瘤中BNIP3高表達(dá)在腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)揮不同作用的現(xiàn)象,而腫瘤轉(zhuǎn)移是癌癥患者死亡的主要原因之一。因此,作者假設(shè)BNIP3 也與HDAC 相互作用并有助于癌細(xì)胞增殖和轉(zhuǎn)移。在KIRC和LGG中,BNIP3低表達(dá)患者的預(yù)后較高表達(dá)患者差(圖1B-C),并且KIRC不同亞組中男性和女性BNIP3表達(dá)存在差異(圖1L) )。 HDAC負(fù)責(zé)神經(jīng)元的存活,而BNIP3可以通過線粒體自噬降解受損的線粒體來維持線粒體穩(wěn)態(tài),與腎細(xì)胞的存活和腎功能的穩(wěn)定性有關(guān)。 BNIP3如何影響嗅覺通路并導(dǎo)致嗅覺功能的改變將在未來的研究中進(jìn)一步探討,作為診斷上述四種癌癥的基礎(chǔ)。嗅覺功能的改變可能受到多種因素的影響,包括環(huán)境因素和變化。因此,生物相關(guān)性研究并不意味著任何因果關(guān)系。同時(shí),這項(xiàng)研究需要覆蓋更廣泛的人群,包括更廣泛的癌癥類型,包括不太流行的癌癥類型,這是開發(fā)腫瘤檢測(cè)方法和消除癌癥治療不平等的必要條件。在BNIP3 可以作為診斷生物標(biāo)志物應(yīng)用于臨床之前,未來需要進(jìn)行大樣本驗(yàn)證。
圖2 GSEA和維恩圖以及PPI基因共表達(dá)挖掘BNIP3作為BRCA、SARC、KIRC和LGG的診斷分子標(biāo)記
總結(jié)BNIP3 的大規(guī)模分析為腫瘤預(yù)后的潛在標(biāo)志物提供了更全面的討論,并為腫瘤治療提供了可靠的分子機(jī)制。作者利用公共數(shù)據(jù)庫(kù)挖掘分析了大量與腫瘤預(yù)后相關(guān)的分子機(jī)制。很多分析方法其實(shí)很好理解。在作者創(chuàng)新的設(shè)計(jì)框架下,所有的信息都融合在一起,BNIP3的研究非常透徹,因此其中一篇獲得了37+的高分。有興趣的朋友可以嘗試一下,有疑問可以聯(lián)系小云!如果您還在為生化分析缺乏思路而困擾,或者認(rèn)為分析方法過于簡(jiǎn)單或過于守舊,想要?jiǎng)?chuàng)新思路,或者對(duì)單細(xì)胞分析、多組學(xué)聯(lián)合分析等感興趣。快來聯(lián)系小云吧!小云持續(xù)為您帶來最新的商業(yè)資訊創(chuàng)意。更多創(chuàng)新分析思路,請(qǐng)點(diǎn)擊鏈接。需要轉(zhuǎn)載或了解更多分析思路的朋友歡迎致電小云。小云在風(fēng)雨中等你!
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