单基因泛癌+简单实验就能发表7分+

导语

CD147在促进肿瘤增殖和抑制肿瘤微环境中癌细胞凋亡起重要作用。

背景介绍

单基因泛癌发表高分的关键在于基因的选择。今天小编为大家带来一篇单基因泛癌+简单实验发表了7分+的Front. Immunol的文章，题目为Large-Scale Single-Cell and Bulk Sequencing Analyses Reveal the Prognostic Value and Immune Aspects of CD147 in Pan-Cancer。

数据介绍

泛癌RNA-seq数据从TCGA获得，包括具有OS和DSS完整生存信息以及肿瘤组织学的样本。包括肾上腺皮质癌（ACC），膀胱癌（BLCA），乳腺癌（BRCA），宫颈癌（CESC），胆管癌（CHOL），结直肠癌（COAD），食管癌（ESCA），胶质母细胞瘤（GBM），头颈部鳞状细胞癌（HNSC），肾嫌色细胞癌（KICH），肾透明细胞癌（ KIRC ），肾乳头状细胞癌（KIRP），低级胶质瘤（LGG），肝细胞癌（LIHC）， 肺腺癌（LUAD），肺鳞状细胞癌（LUSC），间皮瘤（MESO），卵巢癌（OV），胰腺腺癌（PAAD），嗜铬细胞瘤和副神经节瘤（PCPG），前列腺癌（PRAD），直肠癌（READ），肉瘤（SARC），皮肤黑色素瘤（SKCM），胃腺癌（STAD），睾丸癌（TGCT），甲状腺癌（THCA），胸腺瘤（THYM），子宫内膜肉体癌（UCEC），子宫肉瘤（UCS）和眼部黑色素瘤（UVM）。细胞系数据从CCLE和人类蛋白质图谱（HPA）下载。单细胞数据从GEO和单细胞门户平台（http://singlecell.broadinstitute.org）下载。

结果解析

01

CD147的表达和突变

研究设计如图1所示。

图1

首先，作者观察了31个GTEx正常组织的CD147表达水平（图2A）。CD147富集的前三个组织是睾丸、心脏和结肠。来自CCLE的数据表明，CD147 在38种肿瘤细胞系中高度表达，尤其是在神经胶质瘤、髓母细胞瘤、黑色素瘤、子宫内膜和甲状腺中（图2B）。来自HPA的数据表明，前五个富含CD147 RNA 的细胞系是U-87、U-2197、NTERA-2、HaCaT和MCF7（图2C）。来自TCGA的数据表明，除了 KIRC、LAML、READ、UCS、SARC以外，几乎所有癌症样本中的CD147表达均显著高于正常对照（图2D）。

图2

作者使用cBioportal数据观察了泛癌中CD147的突变。结果表明，SARC、CESC、LGG和OV 具有高突变水平，改变频率超过4%。作者还分析了 CD147 mRNA水平与突变类型和拷贝数改变之间的关系。 总共发现64个突变位点（包括52个错义、8个截断、3个剪接和 1个融合）。

02

CD147的预后

作者通过KM曲线分析了CD147在泛癌中的预后价值。CD147在预测许多肿瘤类型的OS和DSS方面表现出显著价值。CD147高表达与BRCA、CHOL、COAD、HNSC、LGG、LIHC、LUAD、SARC和SKCM的OS较短有关（图3C）。相反，在ACC、KICH、KIRC、KIRP、UCEC中，CD147高表达与更长的OS相关（图3C）。此外，过表达的CD147与BRCA、HNSC、LGG、LIHC、LUAD、READ、SARC、SKCM 和 THCA 中的DSS降低有关，而与ACC、淋巴肿瘤弥漫性大B细胞淋巴瘤 (DLBC)、KIRC、KIRP、UCEC中的DSS延长有关。

图3

03

CD147的免疫浸润

为了确定泛癌TME中CD147的免疫情况，作者使用ESTIMATE算法计算了CD147水平与免疫评分、估计评分和基质评分之间的相关性。CD147与间质评分显著相关的前三位肿瘤为TGCT、THCA和KIRC。CD147与免疫评分显著相关的前三位肿瘤为THCA、SKCM和KIRC。CD147与估计分数之间具有显著相关性的前三个肿瘤是KIRC、THCA和SKCM。

CD147的免疫浸润方面，BRCA、KIRC和LIHC是前三种最显著的癌症类型。此外，上调的CD147水平与GBM、READ和STAD中的新抗原数量显著相关。

图4

为了阐明泛癌TME CD147与免疫细胞之间的关系，应用六种算法来量化免疫细胞，包括TIMER（图4A）、EPIC（图4B）、quantTIseq（图4C）、MCP -counter（图4D）、CIBERSORT和xCell。结果表明，CD147与泛癌中的免疫细胞保持着密切的关系，特别是在BRCA、KIRC、KIRP、PRAD和SKCM中，CD147高表达与CD4+ T 细胞、CD8+ T 细胞、中性粒细胞、B 细胞和巨噬细胞显著正相关（图4A、B、D）。 CD147高表达与BLCA、BRCA、COAD、GBM、KIRC、PRAD、LIHC、PRAD、LUAD、STAD和SKCM中的M1或M2巨噬细胞显著相关（图4C）。

图5

作者发现CD147与COAD、DLBC、ESCA、HNSC、KIRC、KIRP、LIHC、LUSC、SKCM 和 STAD中的微卫星不稳定性（MSI）呈正相关，而与TGCT中的MSI呈负相关（图5A)。CD147与COAD、ESCA、GBM、KIRP、LGG、PAAD、STAD、THYM和UCEC中的肿瘤突变负荷 (TMB) 呈正相关，而与LAML中的TMB呈负相关（图5B ）。

最后，作者探讨了CD147表达与经典免疫检查点之间的关系，例如 SIGLEC15、TIGIT、CD274、HAVCR2、PDCD1、CTLA4、LAG3和PDCD1LG2（图5C）。总之，CD147在泛癌免疫浸润中发挥着至关重要的作用，并可能成为肿瘤治疗中的新型免疫治疗靶点。

04

CD147的功能富集

根据GSVA计算的GO富集，CD147与各种癌症中的免疫相关通路呈负相关，特别是在BRCA、GBM、KIRC、KIRP、PRAD、SKCM和THCA中（图6A）。这些通路中的大多数都参与了成纤维细胞、T 细胞和巨噬细胞相关通路的激活和增殖。同时，前三个负富集途径是阿尔茨海默病、亨廷顿病、帕金森病、谷胱甘肽代谢和丙酮酸代谢（图6B），而前四个正富集途径是基于KEGG的 ABC转运蛋白项（图6C）。根据HALLMARK术语，糖酵解、MYC靶点和氧化磷酸化是前三个负富集途径（图6D），而前四个正富集途径是KRAS信号传导、精子发生、胆汁酸代谢和同种异体移植排斥（图6E）。

图6

05

单细胞分析和免疫荧光染色

作者研究了几种癌症类型中CD147在肿瘤和基质细胞上的表达，包括GBM（图7A）、HNSC（图7B）、KIRC（图7C）、LUAD（图7D）、PRAD（图7E）、CHOL（图7F）等。结果表明CD147在这些癌症中的癌细胞和基质细胞上高度共表达，特别是在M2巨噬细胞、巨噬细胞、T细胞、B细胞和CAF上。

图7

作者使用多重免疫荧光染色来验证这些癌症中CD147与巨噬细胞 (CD68) 和 M2 巨噬细胞 (CD163) 的共表达，其中CD68标记为红色，CD163标记为绿色，CD147标记为紫色，DAPI为标记为蓝色（图8）。

图8

06

CD147与免疫治疗和药物预测

最后，为了探索CD147作为泛癌新免疫靶点的潜在价值，作者预测了基于CD147表达的免疫治疗反应和敏感药物（图9）。CD147可以预测4个小鼠免疫治疗队列中的免疫治疗反应，这些反应者更有可能具有升高的CD147水平（图9A）。

作者还计算了CD147的生物标志物相关性，将其与基于人类免疫治疗队列免疫治疗反应预测能力的标准化生物标志物进行比较。作者发现仅CD147的AUC超过0.5（图9B）。

图9

基于GDSC数据集的CD147水平与药物敏感性之间的相关性表明，甲氨蝶呤、TPCA-1（IKK-2抑制剂）和PAC-1（procaspase激活化合物）是与CD147表达呈正相关的前三种药物（图9C)。相反，博来霉素、17-AAG和多西他赛是与CD147表达负相关的前三种药物（图9C）。基于CTRP数据集的CD147水平与药物敏感性之间的相关性显示，LRRK2-IN-1（LRRK2的有效和选择性抑制剂）、PRIMA-1（突变p53再激活剂）和他西地那林（HDAC抑制剂）是前三名的药物与CD147表达呈正相关（图9D）。这些结果证明了CD147在泛癌中的免疫治疗价值，并预测了一系列具有良好治疗效果的靶向小分子药物，为泛癌靶向CD147的免疫治疗提供了方向。

小编总结

本文是一篇传统的单基因泛癌文章，其亮点在于加了免疫荧光实验，并且基因选择了CD147这种与免疫密切相关的CD分子，提醒我们做单基因泛癌选择基因时，一定要选择与肿瘤与免疫密切相关的明星基因。