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大家好！今天给大家介绍一篇2022年2月发表在Cancer Science（IF:6.518）上的一篇文章。作者对GEO和TCGA数据集进行分析鉴定到CENPF对皮肤黑色素瘤发展和转移具有一定作用。

CENPF as an independent prognostic and metastasis biomarker corresponding to CD4+ memory T cells in cutaneous melanoma

CENPF可以作为皮肤黑色素瘤中与CD4+记忆T细胞有关的独立预后和转移标志物

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摘要

得益于免疫疗法的发展，皮肤黑色素瘤（SKCM）患者的总生存率有所增加，然而发生转移的患者5年生存期仍然较低。对GEO数据集进行差异分析鉴定皮肤黑色素瘤中的上调基因并通过WGCNA鉴定转移相关基因。其中，CENPF在肿瘤样本和转移样本中高表达。KM分析，ROC曲线，单因素和多因素分析表明CENPF是独立预后因子。CIBERSORT分析表明，转移样本中CD4+ 记忆激活T细胞浸润水平较高。ssGSEA分析表明CENPF与活化CD4+ T细胞有关。CENPF表达水平与TMB和CD4+ 记忆T细胞标志物表达水平正相关，CENPF表达水平与IL-7和IL-5表达水平负相关。免疫荧光结果表明，CENPF，IL23A和CD4在黑色素瘤中高表达。列线图表明CENPF可以预测SKCM患者的1年，3年，5年和7年总生存期。总的来说，CENPF在黑色素瘤发展和转移中起到重要作用，可以作为一种有效的治疗靶点。

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流程图

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结果

1. 数据集的获取和下载

从GEO数据库下载GSE3189和GSE46517数据集。从TCGA数据库下载TCGA-SKCM数据集。

2. 鉴定SKCM的DEGs

对GSE3189和GSE46517数据集进行差异分析，分别鉴定到836和143个上调基因，1006和212个下调基因（图1A）。其中有74个上调基因和129个下调基因显著差异表达。差异基因火山图如图1B和1C所示，聚类热图如图1D和1E所示。

图1 鉴定DEGs

3. 构建蛋白互作网络和关键模块分析

使用203个显著差异的DEGs构建PPI网络，包括149个节点和297条边，排名前100的节点如图1F所示。根据节点度的重要性鉴定到CENPF属于重要模块，该模块包括36条边和9个节点。根据Cytoscape的4个插件分别鉴定排名前10的基因并取交集，最终获得4个核心基因，分别为CCNB1,CDK2,CENPF和KIF20A（表1）。

表1 鉴定核心基因

CENPF表达水平分析表明在转移样本中其表达水平较高（图2A）。CENPF的AUC为0.954，说明CENPF与SKCM的诊断显著相关（图2B），SKCM样本中CENPF的转录水平较高（图2C），免疫荧光结果表明SKCM样本中CENPF的表达水平较高（图2D）。

图2 CENPF的表达水平和KM分析

4. CENPF高表达与生存期较差有关

KM分析表明CENPF的表达水平与SKCM患者的生存时间显著相关（图2E）。TCGA-SKCM数据集患者的临床信息表2所示。单因素分析表明CENPF高表达，复发，TNM分期和放射治疗死亡风险显著相关（表3）。多因素分析表明CENPF表达水平，复发，TNM分期和放射治疗是独立预后因子。CENPF表达水平与预后有关（图2F）。

表2 TCGA-SKCM的临床特征

表3 单因素和多因素分析

5. CENPF与转移状态显著相关

作者对GSE46517数据集的12437个基因进行WGCNA分析，获得13个共表达模块（图3A），其中红色模块与转移状态显著相关，包含287个基因（图3B和3C）。

图3 WGCNA分析

6. 原发样本和转移样本的免疫细胞浸润水平

CIBERSORT分析表明在转移样本中CD4+ 记忆激活T细胞和浆细胞浸润水平较高，而CD4+ 记忆静息T细胞，树突状细胞和肥大细胞浸润水平较低（图4A）。随后，作者分析CD4+ 记忆激活T细胞和其他免疫细胞的相关性（图4B和4C）。其中CD4+ 记忆活化T细胞与静息NK细胞，M2巨噬细胞，单核细胞和活化肥大细胞正相关。CENPF表达水平和CD4+ 记忆活化T细胞的相关性如图4D所示。使用ssGSEA分析研究CENPF表达水平与免疫细胞浸润水平的相关性，CENPF表达水平与活化CD4+ T细胞有关（图4E和5A）。

图4 免疫细胞浸润水平分析

CENPF表达水平与TMB具有相关性（图5B）。

图5 CENPF与CD4+ 记忆T细胞标记物正相关而与CD4+ T细胞生存调节因子负相关

7. CENPF与CD4+ 记忆T细胞标记物正相关而与CD4+ T细胞生存调节因子负相关

作者使用TCGA-SKCM数据集研究CENPF表达水平与CD4+ 记忆T细胞标记物表达水平的相关性。结果表明，CENPF表达水平与IL-23A，CD62L和CD28表达水平正相关（图5C-5E）。然而，CENPF表达水平与记忆T细胞的生存和生成相关调控因子负相关（图5F和5G）。此外，免疫荧光分析表明，CENPF与IL23A和CD4高度共表达（图5H和5I）。

8. CENPF列线图和生存曲线验证

作者构建SKCM患者的1年，3年，5年和7年的列线图（图6A），结果表明CENPF高表达与死亡风险较高有关。列线图的C-index为0.683。校准曲线表明列线图的预测准确性较高（图6B-6E）。基于列线图打分中位数将患者分为两个亚组，KM分析表明低风险组的生存较好（图6F）。

图6 构建列线图

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结论

总的来说，本研究证实了CENPF在SKMC中发生和转移的作用。CENPF对1年，3年，5年和7年的OS具有一定临床预测价值。在SKCM中，CENPF表达水平与CD4+ 记忆T细胞标记物有关，CENPF表达上调与CD4+ 记忆T细胞生存调节因子负相关会导致CD4+ 记忆T细胞过早衰竭和免疫抑制。因此，CENPF可以作为一种潜在的皮肤黑色素瘤转移的临床标记物。本研究的局限性在于还需要额外的数据集对本研究结果进行验证。