13分+！m6A与肿瘤免疫landscape结合分析！

导语

GUIDE ╲

最近的研究主要集中在m6A修饰与特异性肿瘤浸润性免疫细胞之间的相关性上。然而，m6A修饰在肿瘤免疫图谱中的潜在作用仍难以捉摸。

背景介绍

近两年来，m6A相关的文章层出不穷，再结合上免疫的大热点，更能吸引大家对研究兴趣，但如何在这个领域让自己的研究摆脱3、5分+呢？今天，小编给大家带来了一项透明细胞肾癌中m6A修饰模式和肿瘤免疫图谱的研究，这篇文章于2021年发表在《Journal of immuoTherapy of Cancer》期刊上，影响因子13.751，题目为:m6A modification patterns and tumor immune landscape in clear cell renal carcinoma.

数据介绍

GDC:获取ccRCC的RNA-seq、突变、临床数据

Broad GDAC Firehose：拷贝数变异数据

ICGC：91个ccRCC样本队列

结果解析

01

ccRCC中m6A调控因子的分子特征及临床相关性

作者通过文献挖掘，鉴定了24个调控m6A甲基化的基因，m6A调控因子的总体平均突变频率较低，336个样本中只有27个存在m6A调控因子突变(图1A)。然后，作者研究了m6A调节因子的CNV突变频率，并证明了CNV的突变是普遍的(图1B)。还研究了ccRCC及邻近组织中m6A调控因子的mRNA表达水平，发现24个m6A调控因子中有21个存在差异表达(图1C )。上述分析表明，m6A 调节因子的遗传和表达变异在 ccRCC 和邻近组织之间具有高度异质性，表明 m6A 调节因子表达失衡在 ccRCC 的发展和进展中起关键作用。

有研究表明，在癌症中存在m6A调节因子之间的互作。 因此，作者研究了m6A调控因子之间mRNA表达的相关性。发现writer、earser和reader具有很高的表达相关性(图1D),并且发现许多m6A调控因子与ccRCC患者的预后相关。

图1

02

24个m6A调控因子介导的m6A修饰模式

作者基于24 个 m6A 调节因子的表达水平对ccRCC患者进行分类。发现了三种不同的甲基化修饰模式（识别为m6Aclusters C1-C3），分别包含118、110、285个样本（图2A）。

三个亚型间表达差异最大的 m6A 调节因子 (p<10-15) 包括两个总生存 (OS) 风险因素 (IGF2BP2 和 IGF2BP3) 和四个有利因素 (YTHDC1、RBMX、METTL14 和 FTO)。m6Acluster-C3的特点是 IGF2BP2 和 IGF2BP3 的低表达和YTHDC1、RBMX、METTL14和FTO的高表达。这也证明了为什么m6Acluster-C3 具有最好的预后水平（图2B）。

通过 GSVA 研究这些不同 m6A 修饰模式中生物过程的富集。如图2C-D所示，m6Aclusters-C1和-C3在与免疫激活相关的通路中显著富集，包括激活细胞因子-细胞因子受体相互作用和趋化因子信号通路、TCR信号通路和 BCR 信号通路。

图2

03

不同m6A修饰模式下的免疫特征

作者研究了不同m6A修饰模式下的免疫特征。如图3A-C所示，m6Acuster-C1增殖率高、ITH高，非整倍体和整体ITH水平较低。m6Acuster-C2的非整倍体和整体CNVs得分最高，增殖率和ITH较高，以M0巨噬细胞为主的巨噬细胞特征更为突出。m6Acuster-c3的Th17升高、肿瘤细胞增殖较低、ITH、非整倍体和整体CNVs水平较低。这说明三种修饰模式的免疫特征存在显著差异。

作者探讨了m6A亚型中的IM基因表达和CNVs(图3D)。IM基因在m6A亚型中表达差异较大。亚型间差异最大基因包括ADORA2A、CX3CL1、EDNRB、ENTPD1、HMGB1、TNFRFSF4、VEGFA和C10orf54在m6Acuster-C3中表达最高。CNVs也影响了许多IM，m6Acuster-c1和c2显示出大多数IM基因的频繁扩增和缺失。

图3

04

免疫图谱与m6A调控因子的表达显著相关

作者采用斯皮尔曼相关分析，探讨各m6A调节因子与免疫细胞浸润之间的特异性相关性。作者关注调节因子IGF2BP3——一个m6A reader，证明了它与ccRCC患者生存率差相关(图4A)。在TCGA-KIRC数据集和免疫治疗队列中，高表达IGF2BP3的ccRCC样本均显示出更多的Th2细胞浸润富集(图4B)。

与之前的一项研究一致，Th2细胞与ccRCC患者的阴性预后相关(图4C)。此外，作者还探讨了IGF2BP3和Th2细胞浸润的表达是否影响抗pd-1治疗的疗效。在抗PD-1队列中，IGF2BP3高表达水平的患者有生存率降低的趋势(图4D)。与预期的一样，高Th2细胞浸润也与PD-1阻断后的低生存率相关(图4E)。

图4

05

m6A基因signature的构建

作者定义了m6Ascore来准确评估个体ccRCC患者的m6A修饰模式。使用R包DESeq2鉴定了299个m6A亚型相关的DEGs(图5A)。采用单因素Cox回归分析，评价m6A亚型相关DEGs中各基因的预后；提取190个具有显著预后的基因进行进一步的PCA，建立m6A基因signature。图5B显示m6Acuster-C2的C3免疫亚型比例最低，并与高m6Ascore相关。

作者分析了m6Ascore与已知生物过程的相关性，以更好地证明m6A基因signature的特征(图5C)。结果表明，m6Ascore与APM呈负相关(r=-0.22，p<0.001)，但与错配修复相关特征呈正相关，包括错配修复、DNA损伤修复和DNA复制。Kruskal-Wallis检验显示，m6A cluster之间的m6A score有显著差异(图5D)。接下来，作者探讨m6A score在ccRCC患者中的预后价值。患者分为高或低m6A score组，最佳临界值由survminer R包确定。高m6A score的患者表现出明显的低生存率(图5E)。

作者进一步进行了多因素Cox回归分析(包括与患者性别、年龄、分级和TNM状态相关的因素)，以研究m6Ascore的独立预后价值，发现m6Ascore是ccRCC患者的独立预后生物标志物(图5F)。在ICGC数据库的另一个队列（91例）中，ccRCC的预后价值得到了验证(图5G)。使用maftools软件包探讨了TCGA-KIRC队列中高低m6A score之间体细胞突变分布的差异(图5H，I)。

图5

06

m6A修饰模式在治疗pd-1的作用

ICT（例如抗PD-1/PD-L1疗法）已成为肿瘤治疗领域的重大突破。 作者基于一个免疫治疗队列探讨了 m6A 修饰signature在 ccRCC 患者的抗PD-1 治疗中的预后价值。在抗PD-1队列中，低m6A score组的生存期显著显着延长（图6A、B）。 作者还发现高 m6A score 的 PBRM1 突变相对减少（29% vs 62%）（图 6C、D）。

图6

小编总结

最近免疫相关的研究主要集中在特异性肿瘤浸润性免疫细胞上，而肿瘤免疫landscape也是一个非常重要的方向，大家也可以学习一下，加入自己的研究中，为自己的文章添彩！