Biological and Clinical Signifificance of GATA3 Detected from TCGA Database and FFPE Sample in Bladder Cancer Patients
利用TCGA数据库和FFPE组织样本研究GATA3对膀胱癌患者的生物学和临床重要性
TCGA-BLCA是排名第十位的常见恶性肿瘤,通常预后较差并伴随着高复发风险,因此寻找独立的BLCA预后标志物及其相关通路对完善其靶向治疗非常重要。在此前的研究中发现GATA3可以作为乳腺癌的独立预后标志物,其高表达可以抑制乳腺癌细胞的增殖;因此作者希望在本项研究中探索GATA3的表达与膀胱癌预后的关系,提供一个新的BLCA治疗靶点。
首先,为了证明GATA3与BLCA的疾病进展的关联,作者从mRNA和蛋白两个水平检测了GATA3在BLCA肿瘤组和对照组之间的表达差异。通过比较TCGA的364个BLCA样本和19个正常对照样本的GATA3表达水平,作者发现肿瘤组的GATA3在mRNA水平上呈现高表达(图1.A);然而利用T24、UMUC3等4个BLCA细胞株进行的Western Blot实验发现,BLCA细胞的GATA3在蛋白水平上呈现低表达(图1.B)。作者证明了GATA3在BLCA中存在表达差异,为下文对GATA3预后价值的分析奠定基础。
图1.mRNA和蛋白水平的GATA3表达差异鉴定
为了研究BLCA的不同临床病理特征(如:年龄、分期、亚型等)与GATA3表达水平的关系,作者分别对FFPE组织样本和TCGA患者队列的临床病理数据进行了统计分析。
图2.对FFPE样本做GATA3的免疫组化实验结果
表1.FFPE队列按免疫组化评分分组的临床病理数据
表2.TCGA队列按GATA3表达水平分组的临床病理数据
最后,作者为对TCGA队列的分析进行了补充,将所有患者按照AJCC分期的pT2期和pT3+4期进行分期,再按照这一分组计算临床病理等特征的差异(表3),发现在pT2组中,低肿瘤等级、肿瘤亚型为乳头状肿瘤的患者中GATA3的高表达具有统计显著性;而在pT3+4组中,只有肿瘤亚型为乳头状肿瘤的患者中GATA3的高表达具有统计显著性。
表3.TCGA队列按AJCC分期分组的临床病理数据
对TCGA和FFPE队列分别进行KM生存分析,发现在TCGA队列中,GATA3在mRNA水平上呈现高表达的患者预后更好(图3.A);而在FFPE队列中,GATA3在蛋白水平上呈现低表达的患者预后更好(图3.B)
图3.两队列高低表达组KM生存分析结果
在得到GATA3与预后有关的结论后,作者又利用多因素cox回归分析(表4)和分临床亚组的KM生存分析(图4)对GATA3表达水平和其他临床预后因素的预后价值独立性进行了检测。对两队列的多因素cox回归分析结果显示:年龄、是否复发、GATA3在mRNA水平上的表达水平(TCGA队列)、GATA3在蛋白水平上的表达水平(FFPE队列)均为独立的BLCA预后影响因素。为了对多因素cox的结论补充验证,作者将FFPE队列分为:是/非乳头状肿瘤、高/低肿瘤等级、肌肉浸润组(缺少非肌肉浸润组患者样本)五个临床亚组,进行KM生存分析,发现GATA3蛋白表达水平在乳头状肿瘤、高肿瘤等级和肌肉浸润肿瘤三个亚组中有独立预后价值。
综合上述两步分析,作者证明了GATA3表达水平与BLCA患者预后有关,且在多数临床亚组患者中具有独立预后价值。
表4.两队列单/多因素cox分析结果
图4.FFPE对列分临床亚组的KM生存分析结果
为了研究GATA3与BLCA的细胞凋亡和细胞周期变化两个表型的关系,作者利用流式细胞术检测T24和UMUC3两个细胞株的细胞凋亡(图6.A)和细胞周期各阶段的细胞数量变化(图6.B-C)。在此之前,为确保后续的一系列实验是有意义的,作者先对两细胞株是否成功转染了GATA3进行了验证,将用pcDNA3.1载体转染的细胞株与对照组进行GATA3表达水平的比较,发现前者的GATA3表达水平明显较高,说明GATA3成功转染到了T24和UMUC3细胞株中(图5)
图5.验证GATA3转染到T24和UMUC3细胞株
图6.流式细胞术检测GATA3与凋亡和细胞周期的关系
通过上述分析,作者成功将GATA3表达水平与BLCA的细胞增殖和细胞周期表型建立起关联,填补了功能基因和疾病之间的表型空缺。
图6.流式细胞术检测GATA3与凋亡和细胞周期的关系
小结
本篇文章中,作者发现了膀胱癌细胞中存在-的GATA3表达差异,并分析了GATA3表达水平与不同临床病理特征的关系。在利用KM生存分析和多因素cox证明了GATA3的独立预后价值后,作者通过流式细胞术和CCK-8检测等方法,建立了GATA3与细胞周期变化和细胞增殖两个表型的联系,以功能基因--表型--疾病的形式构成了一个相对完整的功能基因研究逻辑链。
编辑:麻辣烫
校审:糯米饭