在本研究中，作者整合了外泌體相關(guān)基因，包括在惡性胸腔積液中發(fā)現(xiàn)的外泌體蛋白、經(jīng)典外泌體標(biāo)記物和調(diào)控TEXs分泌的調(diào)控子。通過使用主成分分析(PCA)算法來預(yù)測各種癌癥的總生存結(jié)果，建立了一種腫瘤來源的外泌體相關(guān)signature，稱為TEXscore
- 標(biāo)題：Single-cell analysis of a tumor-derived exosome signature correlates with prognosis and immunotherapy response
- DOI:https://doi.org/10.1186/s12967-021-03053-4
- 雜志：Wu et al. J Transl Med (2021)
- 作者：Wangjun Liao 南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院腫瘤科
TEXscore相關(guān)基因的選擇
總共選擇了33個(gè)tumor-derived exosome-associated genes，分為三個(gè)module，選擇情況如下：
- 模塊1：包含細(xì)胞外囊泡相關(guān)基因signature，該signature為在惡性胸腔積液的細(xì)胞外囊泡中檢測到的蛋白
- 模塊2：的基因包括膜轉(zhuǎn)運(yùn)和融合蛋白(FLOT1)、四萜蛋白(CD9、CD63、CD81)、伴侶蛋白(HSP70)、整合蛋白(ITGA1、ITGB1)和多泡體合成蛋白(ALIX、TSG101)，這些基因在多項(xiàng)研究中被廣泛認(rèn)為是經(jīng)典的外泌體標(biāo)記基因
- 模塊3：為了擴(kuò)大TEX在其他癌癥中的普遍性，模塊3中加入了McAndrews等人總結(jié)的操縱TEX分泌的基因
對這些基因進(jìn)行功能富集分析，發(fā)現(xiàn)主要富集到了：exosome formation and release (exosomal secretion, extracellular exosome biogenesis, extracellular vesicle biogenesis, focal adhesion, and regulation of actincytoskeleton)以及tumor progression pathway,
such as PI3K-Akt signaling pathway。
因此，我們認(rèn)為上述所選擇的基因與外泌體的形成、分泌特征以及腫瘤的進(jìn)展特征有關(guān)。
TEXscore的構(gòu)建
對于上面選擇的TEX基因，使用PCA進(jìn)行整合，第一主成分當(dāng)做原始打分：the original score。
可使用R包IOBR的函數(shù)calculate_sig_score給一個(gè)基因列表就可以計(jì)算出來這個(gè)打分。
TEXscore在單個(gè)癌細(xì)胞維度上的表現(xiàn)
使用了一套非小細(xì)胞肺癌的單細(xì)胞數(shù)據(jù)，3754個(gè)細(xì)胞聚成了幾類。然后，對每個(gè)細(xì)胞都進(jìn)行TEXscore打分（圖A），與治療前(Pre)和部分響應(yīng)PR)/疾病穩(wěn)定(SD)狀態(tài)時(shí)，較低的TEXscore相比，當(dāng)腫瘤獲得耐藥性，在進(jìn)展性疾病(PD)狀態(tài)下，癌細(xì)胞的TEXscore增加，這意味著TEXscore與正在治療的癌癥進(jìn)展之間存在關(guān)聯(lián)(Kruskal-Wallis檢驗(yàn)，P≤2e?16;圖B, C)。
TEXscore在腫瘤樣本和正常組織中存在差異
TEXscore與腫瘤特征相關(guān)：在GSE33479數(shù)據(jù)集合中：0、1期為正常支氣管黏膜組織，晚期惡性程度增加，8期包括肺鱗癌組織。有趣的是，TEXscore從正常組織到浸潤性腫瘤樣本保持線性增加(圖2A)。
在 TCGA-Pan-Cancer 隊(duì)列中，TEXscore 在正常組織和腫瘤組織中逐漸增加，除了這幾個(gè)癌癥：TCGA-Glioblastoma，TCGA-Melanoma，TCGA-Kidney Clear Cell Carcinoma。
此外，TEXscore對腫瘤和正常組織具有相當(dāng)高的預(yù)測能力（Fig. 2C–F）。
TEXscore 與預(yù)后的關(guān)系
外泌體被認(rèn)為是跨癌癥類型的有吸引力的無創(chuàng)生物標(biāo)志物，特別是對于那些在各種體液中檢測到特定腫瘤生物標(biāo)志物的人。圖A顯示了17種TCGA癌癥類型的泛癌癥TEX評分，其中癌癥類型按TEX評分的中位數(shù)排序。
TEXscore高(作為連續(xù)變量和分類變量)與較差的臨床結(jié)果相關(guān)，表明它對大多數(shù)癌癥類型的總生存有很大的預(yù)測能力。在TCGA泛癌的綜合隊(duì)列中，TEXscore顯示了對總生存率的穩(wěn)健預(yù)測價(jià)值(圖C-G)。
TEXscore預(yù)測對免疫檢查點(diǎn)阻滯劑的治療反應(yīng)
與CD8+T efector 和T細(xì)胞缺陷基因表達(dá)譜(GEP)相比，TEXscore對黑色素瘤中ICB(GSE91061和GSE78220)的預(yù)測能力并不差，后者通常與免疫激活相關(guān)。
此外，在腎細(xì)胞癌的抗pd-1（尼魯單抗）免疫治療中，TEXscore的預(yù)測能力超過了CD8+T efector和T細(xì)胞缺陷的GEP(GSE67501)。
TEXscore與免疫抑制微環(huán)境相關(guān)
癌細(xì)胞通過外泌體傳遞免疫信號(hào)分子來改變腫瘤的微環(huán)境。上述結(jié)果表明，TEXscore與ICB患者的臨床預(yù)后較差相關(guān)，提示TEXscore與免疫抑制微環(huán)境之間存在潛在的相關(guān)性。
- TCGA-LUSC、TCGA-LUAD、TCGA-STAD和TCGA-BLCA的TEXscore升高，同時(shí)M0和M2巨噬細(xì)胞浸潤增加，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;而CD8+T細(xì)胞水平與TEXscore呈負(fù)相關(guān)，提示TEXscore參與了免疫抑制微環(huán)境的重塑
- 在TCGA數(shù)據(jù)集中，不同腫瘤類型的免疫抑制微環(huán)境模式顯著不同（圖5A）
- TEXscore與大多數(shù)癌癥類型中廣泛的免疫抑制信號(hào)以及免疫治療抵抗信號(hào)顯著相關(guān)(圖5B-E)。
TEXscore相關(guān)的miRNAs介導(dǎo)腫瘤的生物學(xué)機(jī)制
- 消化系統(tǒng)腫瘤和泌尿系統(tǒng)腫瘤，如TCGA-STAD、TCGA-READ、TCGA-COAD、TCGA-BLCA和TCGA-PRAD，與miRNAs有廣泛的聯(lián)系（圖A）
- 這些miRNA作為腫瘤抑制因子，它們在高TEXscore組中表達(dá)下調(diào)
TEXscore與穩(wěn)定的基因組條件有關(guān)
- 在TCGA-LUAD隊(duì)列中，STK11突變vs野生型中,TEX評分顯著降低(Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，P=9.8e?06；圖7A)，這與之前的研究一致，即野生型STK11恢復(fù)了增強(qiáng)的外泌體釋放
- 野生型TP53在外泌體生物發(fā)生中發(fā)揮重要作用，在TCGA-STAD和TCGA-CESC隊(duì)列中與TEXscore密切相關(guān)(Mann-WhitneyU檢驗(yàn)，P=0.0065，P=0.0035；圖7b，C)。
看了前面，這個(gè)TEXscore與這么多東西有關(guān)，還真是個(gè)厲害的signature?。。?/p>
