發(fā)表雜志信息1
發(fā)表雜志名稱:Frontiers in Immunology
影響因子:5.7
online 時(shí)間:2024 年 12 月 5 日


研究概述
本研究利用泛癌單細(xì)胞和空間轉(zhuǎn)錄組分析,結(jié)合多組學(xué)數(shù)據(jù)與機(jī)器學(xué)習(xí)算法,旨在探究衰老相關(guān)癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞(senes CAF)在神經(jīng)母細(xì)胞瘤(NB)中的分子景觀及臨床意義。研究人員通過衰老相關(guān)基因鑒定 senes CAF 亞群,構(gòu)建 senes CAF 相關(guān)特征(SCRS)模型,經(jīng)多種算法和隊(duì)列驗(yàn)證,該模型能精準(zhǔn)診斷 4 期 NB 并預(yù)測(cè)預(yù)后。分析發(fā)現(xiàn),低風(fēng)險(xiǎn)組患者生存結(jié)局更好、免疫浸潤更豐富且對(duì)免疫治療更敏感。此外,研究還揭示了關(guān)鍵基因 JAK1 在泛癌中的異質(zhì)性。本研究成功開發(fā) SCRS,為 NB 的診斷和預(yù)后分層提供新方法,也為 senes CAF 的研究提供新視角。
研究結(jié)果
圖 1:癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞(CAF)在泛癌中的異質(zhì)性及衰老相關(guān) CAF 的鑒定:
通過 UMAP 圖展示泛癌中 CAF 亞群分布,發(fā)現(xiàn) 7 個(gè) CAF 亞群及周細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞(圖 1A);曼哈頓圖呈現(xiàn)各 CAF 亞型標(biāo)記基因(圖 1B);GO 富集分析顯示各亞型前 3 個(gè)功能術(shù)語(圖 1C);6 種 scRNA 評(píng)分算法結(jié)合衰老基因集進(jìn)行富集評(píng)分,確定 senes CAF 子集在衰老富集評(píng)分中居首,且其高表達(dá) OPTN、RAB31 和 IFI16 等衰老相關(guān)基因(圖 1D - F);點(diǎn)圖展示各 CAF 亞型標(biāo)記基因(圖 1F);不同癌癥類型中,iCAFs 和 mCAFs 在 CAF 亞群中占比高,iCAFs 在肺腺癌(LUAD)更常見,mCAFs 在卵巢癌(OVCA)更常見,senes CAFs 在子宮內(nèi)膜癌(UCEC)和頭頸部鱗狀細(xì)胞癌(HNSC)更常見(圖 1G、H);CytoTRACE 分析表明增殖性 CAF(prolif CAF)可能處于早期狀態(tài)(圖 1I);Monocle3 和 slingshot 偽時(shí)間分析揭示 CAF 亞型分化譜系和評(píng)分,體現(xiàn)其分化的復(fù)雜性和異質(zhì)性(圖 1J、K);SCENIC 分析發(fā)現(xiàn) mCAFs 中 TCF12 基序與 ECM 重塑相關(guān),senes CAFs 中 IRF 家族與炎癥衰老相關(guān)(圖 1L)。本圖全面展示了泛癌中 CAF 的異質(zhì)性,成功鑒定出 senes CAF 子集,并揭示了不同 CAF 亞型的特征、偏好及分化關(guān)系。
圖 2:CAF 亞型在多種癌癥中的空間分布特征:
利用 CellTrek 整合 scRNA-seq 和 ST 數(shù)據(jù),重建多種癌癥的空間單細(xì)胞圖譜,涵蓋結(jié)直腸癌(CRC)及其肝轉(zhuǎn)移、乳腺癌(BRCA)及其腦轉(zhuǎn)移、卵巢癌(OVCA)和肝細(xì)胞癌(LIHC)等(圖 2A - H);RCTD 反卷積分析展示腫瘤組織切片中各種主要細(xì)胞類型的空間分布(圖 2A - H 第一個(gè)圖);Cottrazm 分析劃分惡性、混合和正常區(qū)域,展示腫瘤邊界和免疫屏障空間分布(圖 2A - H 第二個(gè)圖);CellTrek 映射分析顯示組織切片中 CAF 亞型的空間位置,表明腫瘤微環(huán)境中有多種 CAF 亞群浸潤且存在 senes CAFs(圖 2A - H 第三個(gè)圖);計(jì)算空間 k 距離發(fā)現(xiàn),CAF 亞群間空間 k 距離最小,senes CAF 與內(nèi)皮細(xì)胞在 CRC 肝轉(zhuǎn)移和 OVCA 中、與 B 細(xì)胞在 CRC 和 LIHC 中空間 k 距離較近(圖 2A - H 第四個(gè)圖)。該圖詳細(xì)呈現(xiàn)了 CAF 亞型在多種癌癥組織中的空間分布特點(diǎn)以及與其他細(xì)胞類型的空間關(guān)系。

圖 3:NB 腫瘤樣本的單細(xì)胞測(cè)序分析:
在 GSE137804 scRNA 隊(duì)列中,經(jīng)質(zhì)量控制和 “harmony” 算法去除批次效應(yīng)后,獲得 172,564 個(gè)細(xì)胞(補(bǔ)充圖 S2A、B);依據(jù)文獻(xiàn)標(biāo)記手動(dòng)注釋 10 種主要細(xì)胞亞型,包括 NE 細(xì)胞、T 細(xì)胞等,并展示各亞型前 5 個(gè)標(biāo)記基因(圖 3A、B);熱圖可視化標(biāo)記基因,結(jié)合 GO 和 KEGG 術(shù)語功能注釋,驗(yàn)證單細(xì)胞注釋結(jié)果(圖 3C);“Dimplot” 展示部分標(biāo)記基因表達(dá)水平(圖 3D);不同 INSS 分期的 NB 患者中,NE 細(xì)胞占主導(dǎo)(圖 3E);UMAP 視圖展示各細(xì)胞子集分布和細(xì)胞密度(圖 3F)。此圖對(duì) NB 腫瘤樣本進(jìn)行了單細(xì)胞層面的分析,明確了主要細(xì)胞亞型及其標(biāo)記基因和分布特征。

圖 4:鑒定與衰老最相關(guān)的 CAF 亞型 —— 肌成纖維細(xì)胞:
從 NB 單細(xì)胞數(shù)據(jù)篩選 3105 個(gè)成纖維細(xì)胞進(jìn)行 scRNA 分析,質(zhì)量控制和批次效應(yīng)校正良好(補(bǔ)充圖 S2C、D);基于文獻(xiàn)標(biāo)記手動(dòng)注釋 10 種 CAF 亞型(圖 4A),展示各亞型前 5 個(gè)標(biāo)記基因(圖 4B);分析不同 INSS 分期中 CAF 亞型組成差異(圖 4C);7 種 scRNA 評(píng)分算法顯示肌成纖維細(xì)胞與衰老密切相關(guān),可能是 senes CAFs,且在另外三個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)集得到驗(yàn)證(圖 4D、E;補(bǔ)充圖 S2G、H);熱圖和功能注釋驗(yàn)證 CAF 亞型注釋結(jié)果(圖 4F);發(fā)現(xiàn) iCAFs 標(biāo)記基因在衰老過程中富集;鑒定出 1088 個(gè)顯著的 senes CAF 標(biāo)記(補(bǔ)充表 S4);不同 CAF 亞型在 INSS 分期上存在偏好(圖 4G);CytoTRACE 和偽時(shí)間分析表明熱休克蛋白 CAF 可能處于早期狀態(tài),senes CAF 相對(duì)衰老(圖 4H - J);SCENIC 分析發(fā)現(xiàn) senes CAFs 中 SRF 基序與細(xì)胞衰老相關(guān)(補(bǔ)充圖 S2I)。該圖成功鑒定出 NB 中與衰老相關(guān)的 CAF 亞型為肌成纖維細(xì)胞,并對(duì)其特征和分化關(guān)系進(jìn)行了深入分析。

圖 5:構(gòu)建和驗(yàn)證診斷 SCRS 以診斷 INSS 4 期 NB:
對(duì)五個(gè) NB 隊(duì)列進(jìn)行批次校正,PCA 圖顯示校正效果良好(補(bǔ)充圖 S3A);利用 senes CAF 標(biāo)記基因開發(fā)模型,13 個(gè)診斷標(biāo)記基因用于診斷 ML 模型,8 個(gè)預(yù)后標(biāo)記基因用于預(yù)后 ML 模型(補(bǔ)充圖 S3B);基于留一法交叉驗(yàn)證(LOOCV)框架進(jìn)行 101 種預(yù)后和 113 種預(yù)測(cè) ML 組合,篩選最佳模型(補(bǔ)充圖 S3C);RF 算法建立的模型在五個(gè)隊(duì)列中平均 AUC 最高(0.862)(圖 5A);多種評(píng)估指標(biāo)表明 RF 模型是最佳診斷模型(補(bǔ)充圖 S3D、E);GSE49710 和 E-MTAB 8248 隊(duì)列中,混淆矩陣顯示 SCRS 診斷精度良好(圖 5B、C);五個(gè)數(shù)據(jù)集的 ROC 曲線顯示 SCRS 區(qū)分能力強(qiáng)(圖 5D);SCRS 和包含臨床變量的 LR 模型的 AUC 優(yōu)于其他臨床因素(圖 5E);校準(zhǔn)曲線顯示 SCRS 預(yù)測(cè)概率可靠(圖 5F);DCA 曲線表明 SCRS 和 LR 模型臨床獲益大(圖 5G);列線圖可視化診斷 LR 模型輔助臨床決策(圖 5H);RF 選擇的 11 個(gè)模型基因中,EPN2 影響力最大(圖 5I)。此圖詳細(xì)展示了診斷 SCRS 的構(gòu)建過程和良好的診斷性能,為 INSS 4 期 NB 的診斷提供了有力工具。

圖 6:開發(fā)和驗(yàn)證預(yù)后 SCRS 以預(yù)測(cè) NB 預(yù)后:
SuperPC 構(gòu)建的 ML 組合在五個(gè)隊(duì)列中平均 C 指數(shù)最高(0.763)(圖 6A);多種指標(biāo)表明 SuperPC 模型在校準(zhǔn)和精度方面表現(xiàn)最佳(補(bǔ)充圖 S3F);GSE85047 數(shù)據(jù)集中,低風(fēng)險(xiǎn)患者總生存期(OS)和無進(jìn)展生存期(PFS)比高風(fēng)險(xiǎn)患者長(圖 6B、C);1 - 、3 - 和 5 - 年 OS 的 ROC 曲線顯示 SCRS 特異性良好(圖 6D);3 - 年 OS 的 AUC 值表明 SCRS 和包含 SCRS 及臨床因素的 cox 回歸模型預(yù)測(cè)預(yù)后更具判別力(圖 6E);時(shí)間依賴性 ROC 曲線顯示 SCRS 和 cox 回歸模型判別能力優(yōu)于常見臨床因素(圖 6F);校準(zhǔn)曲線(圖 6G)和 DCA 曲線(圖 6H)表明 SCRS 準(zhǔn)確性和臨床獲益高;多變量 Cox 回歸分析表明 SCRS 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分是獨(dú)立預(yù)后變量(圖 6I);單變量 Cox 回歸分析展示每個(gè)模型基因的預(yù)后價(jià)值(圖 6J);SuperPC 選擇的 8 個(gè)模型基因中,CKS2 影響力最大(圖 6K)。該圖充分驗(yàn)證了預(yù)后 SCRS 在預(yù)測(cè) NB 預(yù)后方面的準(zhǔn)確性和可靠性,為 NB 患者的預(yù)后評(píng)估提供了重要依據(jù)。

圖 7:GSE49710 隊(duì)列中 SCRS 模型基因的功能富集分析和景觀:
PCA 分析顯示,由預(yù)后 SCRS 劃分的高、低風(fēng)險(xiǎn)組存在顯著差異(圖 7A);通過 GO 和 KEGG 數(shù)據(jù)庫對(duì)兩組間差異表達(dá)基因(DEGs)進(jìn)行功能富集分析,發(fā)現(xiàn) DEGs 在 GO 術(shù)語中富集于外動(dòng)粒,在 KEGG 術(shù)語中富集于 DNA 復(fù)制(圖 7B、C);GSEA 發(fā)現(xiàn)高風(fēng)險(xiǎn)患者中核糖體和運(yùn)動(dòng)蛋白升高,細(xì)胞黏附分子降低(圖 7D、E);GSVA 分析表明高風(fēng)險(xiǎn)患者在 myc_targets_v1 中升高,在 hedgehog_signaling 中降低(圖 7F);SCRS 模型基因表達(dá)和臨床因素在兩組間差異明顯,JAK1 在高風(fēng)險(xiǎn)患者中表達(dá)顯著降低,具有預(yù)后保護(hù)價(jià)值(圖 7G);Spearman 相關(guān)性分析表明 SCRS 模型基因間關(guān)系緊密(圖 7H);CNV 數(shù)據(jù)顯示 INPP4B 在診斷模型基因中、VGLL4 在預(yù)后模型基因中體細(xì)胞 CNV 頻率最高(圖 7I、J);描繪 SCRS 模型基因在染色體上的突變位點(diǎn)(圖 7K)。此圖深入分析了 SCRS 模型基因在不同風(fēng)險(xiǎn)組中的功能差異、表達(dá)特征以及與臨床因素的關(guān)系,揭示了其潛在的生物學(xué)機(jī)制。

圖 8:GSE49710 隊(duì)列中不同風(fēng)險(xiǎn)組的腫瘤微環(huán)境(TME)分析:
使用八種免疫算法分析發(fā)現(xiàn),高風(fēng)險(xiǎn)患者免疫細(xì)胞浸潤顯著低于低風(fēng)險(xiǎn)患者(圖 8A);Spearman 相關(guān)分析揭示免疫細(xì)胞豐度與 SCRS 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分、模型基因表達(dá)之間的關(guān)聯(lián)(圖 8B);低風(fēng)險(xiǎn)患者免疫檢查點(diǎn)基因表達(dá)譜更高,對(duì)免疫治療更敏感(圖 8C);基于免疫功能特征的 ssGSEA 分析顯示低風(fēng)險(xiǎn)組免疫細(xì)胞浸潤更高(圖 8D);癌癥免疫周期六個(gè)關(guān)鍵步驟的 ssGSEA 結(jié)果表明低風(fēng)險(xiǎn)患者得分更高(圖 8E);Spearman 相關(guān)分析顯示免疫功能水平與 SCRS 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分呈負(fù)相關(guān)(圖 8F);利用肌成纖維細(xì)胞標(biāo)記基因進(jìn)行 ssGSEA 及相關(guān)分析,揭示腫瘤微環(huán)境中免疫細(xì)胞與 CAFs 的緊密關(guān)系(圖 8G);探索風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與癌癥代謝途徑的關(guān)聯(lián),揭示 SCRS 潛在代謝功能(圖 8H)。該圖全面分析了不同風(fēng)險(xiǎn)組的腫瘤微環(huán)境特征,包括免疫浸潤、免疫功能、免疫檢查點(diǎn)基因表達(dá)以及與代謝途徑的關(guān)系,為理解 SCRS 在腫瘤微環(huán)境中的作用提供了依據(jù)。

圖 9:高風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)組之間的體細(xì)胞突變、CNVs、免疫治療和化療景觀:
展示 TARGET 隊(duì)列中高、低風(fēng)險(xiǎn)患者的體細(xì)胞突變景觀(圖 9A、B);高風(fēng)險(xiǎn)患者腫瘤突變負(fù)荷(TMB)高于低風(fēng)險(xiǎn)患者,但差異不顯著,且 TMB 與 SCRS 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分呈正相關(guān),差異也不顯著(圖 9C、D);根據(jù)中位 TMB 分組后生存分析表明,高風(fēng)險(xiǎn)且低 TMB 的患者 OS 和 EFS 最短,低風(fēng)險(xiǎn)且高 TMB 的患者 EFS 最長(圖 9E、F);TIDE 和 submap 方法評(píng)估顯示,GSE49710 數(shù)據(jù)集中高風(fēng)險(xiǎn)組免疫逃逸可能性大,IMvigor210 數(shù)據(jù)集中低風(fēng)險(xiǎn)且對(duì)免疫治療有反應(yīng)的患者 OS 最長,E-MTAB 8248 數(shù)據(jù)集中低風(fēng)險(xiǎn)患者更可能對(duì)免疫治療有反應(yīng),低風(fēng)險(xiǎn)組對(duì) CTLA4 抑制劑更敏感,對(duì) PD1 抑制劑不敏感(圖 9G - J);四個(gè)免疫治療數(shù)據(jù)集中,對(duì)免疫治療有反應(yīng)的患者風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分更低(圖 9K);通過 CTRP 和 PRISM 數(shù)據(jù)庫預(yù)測(cè)出五種對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)患者可能有效的化療藥物(圖 9L)。此圖系統(tǒng)分析了高風(fēng)險(xiǎn)和低風(fēng)險(xiǎn)組在體細(xì)胞突變、免疫治療反應(yīng)和化療敏感性方面的差異,為 NB 患者的個(gè)性化治療提供了參考。

圖 10:三個(gè) NB 隊(duì)列(GSE49710、E-MTAB 8248、TARGET)中 SCRS 模型基因相關(guān)簇的共識(shí)聚類分析:
對(duì)三個(gè)隊(duì)列進(jìn)行共識(shí)分子聚類,發(fā)現(xiàn) k = 2 時(shí)區(qū)分度最佳(圖 10A);PCA 分析顯示兩個(gè)簇之間存在顯著差異(圖 10B);生存分析表明簇 2 的 OS 和 EFS 更短(圖 10C、D);SCRS 模型基因表達(dá)和臨床變量在兩個(gè)簇之間差異顯著(圖 10E);對(duì)兩個(gè)簇間 DEGs 進(jìn)行功能富集分析,發(fā)現(xiàn)其在 GO 中富集于負(fù)性 T 細(xì)胞選擇,在 KEGG 中富集于 ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)體(圖 10F、G);GSEA 表明簇 2 中輔因子的生物合成升高,NK - kappa B 信號(hào)通路降低(圖 10H、I);GSVA 顯示簇 2 在 myc_targets_v2 中升高,在 hedgehog_signaling 中降低(圖 10J);八種免疫浸潤方法評(píng)估顯示兩個(gè)簇中免疫浸潤存在差異,并描繪每種細(xì)胞類型的 Cox P 值(圖 10K)。該圖通過共識(shí)聚類分析,進(jìn)一步揭示了 SCRS 模型基因相關(guān)簇的特征和差異,為理解 NB 的分子機(jī)制提供了新視角。

圖 11:模型比較和兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)組及兩個(gè)簇的景觀:
比較 SCRS 與 39 個(gè)已發(fā)表的 NB 預(yù)后簽名的 C 指數(shù),發(fā)現(xiàn) SCRS 在五個(gè) NB 數(shù)據(jù)集中預(yù)測(cè)性能更優(yōu)(圖 11A);通過 “sankey plot” 展示風(fēng)險(xiǎn)組、簇和臨床因素之間的關(guān)系(圖 11B);定義 GSE49710 中患者免疫亞型后,發(fā)現(xiàn)不同風(fēng)險(xiǎn)組和簇中免疫亞型比例存在顯著差異,高風(fēng)險(xiǎn)患者和簇 2 中傷口愈合(C1)亞型更多(圖 11C);比較兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)組臨床因素,發(fā)現(xiàn)低風(fēng)險(xiǎn)患者預(yù)后更長、臨床狀態(tài)更好(圖 11D)。此圖驗(yàn)證了 SCRS 在預(yù)后預(yù)測(cè)方面的優(yōu)勢(shì),并展示了風(fēng)險(xiǎn)組、簇與臨床因素及免疫亞型之間的關(guān)系。

圖 12:在 GSE137804 scRNA - seq 隊(duì)列中探索 SCRS 模型基因:
通過 scRNA 評(píng)分算法計(jì)算 SCRS 富集分?jǐn)?shù),發(fā)現(xiàn)高 SCRS 細(xì)胞主要集中在 NE 細(xì)胞中(圖 12A、B);利用 “scissors” R 包識(shí)別出 2120 個(gè)高 SCRS 細(xì)胞(scissors + 細(xì)胞)和 1875 個(gè)低 SCRS 細(xì)胞(scissors - 細(xì)胞),且 scissors + 細(xì)胞的 SCRS 值顯著高于其他細(xì)胞(圖 12C - E);Monocle 2 算法進(jìn)行偽時(shí)間軌跡分析,發(fā)現(xiàn)部分 NE 細(xì)胞分化較差,高 SCRS 的 NE 細(xì)胞分化軌跡更早,意味著不成熟 NE 細(xì)胞 SCRS 得分更高(圖 12F - J);Monocle 3 算法以 NE 細(xì)胞為起點(diǎn),再次驗(yàn)證不成熟 NE 細(xì)胞 SCRS 得分更高,可能是惡性細(xì)胞(圖 12K)。該圖在單細(xì)胞層面驗(yàn)證了 SCRS 的風(fēng)險(xiǎn)分層能力,揭示了 SCRS 模型基因在不同細(xì)胞中的表達(dá)情況和細(xì)胞分化特征。

圖 13:GSE137804 scRNA - seq 隊(duì)列中 CNV、細(xì)胞間通信和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)子的景觀:
inferCNV 分析表明 NE 細(xì)胞中染色體 17q 增益可能是惡性細(xì)胞,高 SCRS 細(xì)胞 CNV 更多(圖 13A、B);cell chat 分析用 “circle plot” 展示細(xì)胞間通信頻率和強(qiáng)度,以及高、低 SCRS 細(xì)胞的綜合通信網(wǎng)絡(luò),高 SCRS 細(xì)胞中 B 細(xì)胞、髓細(xì)胞、施萬細(xì)胞和成纖維細(xì)胞間存在過表達(dá)的配體 - 受體對(duì)和通信模式(圖 13C - E);不同細(xì)胞類型對(duì)高、低 SCRS 細(xì)胞的總信號(hào)、輸入和輸出信號(hào)貢獻(xiàn)不同,巨噬細(xì)胞等細(xì)胞作用顯著(圖 13F、G;補(bǔ)充圖 S3G);探索 CAF 亞型間通信網(wǎng)絡(luò),并發(fā)現(xiàn) JAK1 與 NB 中 CAF 亞型通信強(qiáng)度顯著相關(guān)(補(bǔ)充圖 S3H、I);SCENIC 分析顯示高 SCRS 細(xì)胞中 SMARCA4 和 PBX3 的調(diào)節(jié)子更活躍,低 SCRS 細(xì)胞中 VEZF1 和 PDLIM5 的調(diào)節(jié)子更活躍(圖 13H、I)。此圖從多個(gè)角度展示了高、低 SCRS 細(xì)胞在單細(xì)胞層面的差異,為理解腫瘤微環(huán)境中的細(xì)胞相互作用和調(diào)控機(jī)制提供了依據(jù)

圖 14:樞紐基因 JAK1 的泛癌分析和空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析:
泛癌分析顯示 JAK1 在 33 種癌癥類型的腫瘤和正常樣本中的表達(dá)存在差異(圖 14A);JAK1 與 TMB、MSI、免疫細(xì)胞及免疫分?jǐn)?shù)存在關(guān)聯(lián),表明其在腫瘤微環(huán)境、免疫細(xì)胞浸潤和免疫檢查點(diǎn)方面具有重要意義(圖 14B - F);Cox 回歸分析表明,JAK1 在 KIRC 中具有保護(hù)預(yù)后價(jià)值,與 NB 相似,在 LUSC 中則具有風(fēng)險(xiǎn)預(yù)后價(jià)值(圖 14G);對(duì) BRCA、CRC 等多種癌癥類型進(jìn)行空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析,發(fā)現(xiàn) JAK1 在多數(shù)癌癥類型中與惡性細(xì)胞豐度呈正相關(guān),在惡性區(qū)域表達(dá)高于正常區(qū)域,但在 LIHC 中呈負(fù)相關(guān),在惡性區(qū)域表達(dá)低于正常區(qū)域(圖 14H - J;補(bǔ)充圖 S4A - F)。本圖揭示了 JAK1 在泛癌中的表達(dá)異質(zhì)性、與多種因素的關(guān)聯(lián)及在不同癌癥中的預(yù)后價(jià)值和空間表達(dá)特征。

圖 15:通過免疫組織化學(xué)對(duì)樞紐基因 JAK1 的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:
生物信息學(xué)分析表明,SCRS 中三個(gè)既是診斷模型基因又是預(yù)后模型基因的樞紐基因在 4 期 NB 中表達(dá)顯著較低,且為保護(hù)性預(yù)后基因(圖 15A、B);免疫組織化學(xué)(IHC)染色結(jié)果顯示,JAK1 蛋白水平在其他階段 NB 組織中顯著高于 4 期 NB 組織(圖 15C、D);根據(jù) JAK1 的中位 IHC 評(píng)分將 40 例 NB 患者分為高、低表達(dá)組,生存分析顯示高 JAK1 表達(dá)組患者的總生存期(OS)更好,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖 15E)。此圖通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了 JAK1 在不同階段 NB 組織中的表達(dá)差異及對(duì)預(yù)后的影響,一定程度上支持了生物信息學(xué)分析的結(jié)果。

研究總結(jié)
本研究圍繞神經(jīng)母細(xì)胞瘤(NB)中衰老相關(guān)癌癥相關(guān)成纖維細(xì)胞(senes CAF)展開,運(yùn)用泛癌單細(xì)胞和空間轉(zhuǎn)錄組分析,結(jié)合多組學(xué)數(shù)據(jù)與機(jī)器學(xué)習(xí)算法,深入探究其分子景觀和臨床意義。研究成功構(gòu)建了 senes CAF 相關(guān)特征(SCRS)模型,經(jīng)多隊(duì)列驗(yàn)證,該模型在診斷 INSS 4 期 NB 和預(yù)測(cè)患者預(yù)后方面表現(xiàn)卓越,優(yōu)于傳統(tǒng)臨床變量和已發(fā)表的 NB 預(yù)后簽名。通過對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)組的分析,發(fā)現(xiàn)低風(fēng)險(xiǎn)組患者生存結(jié)局更好,免疫浸潤豐富,對(duì)免疫治療更敏感。單細(xì)胞分析揭示了 SCRS 模型基因在細(xì)胞層面的特征,如高 SCRS 細(xì)胞多為不成熟的惡性 NE 細(xì)胞。此外,研究還對(duì)樞紐基因 JAK1 進(jìn)行了泛癌分析,發(fā)現(xiàn)其在不同癌癥中的表達(dá)模式、預(yù)后價(jià)值存在差異。盡管研究存在回顧性研究、缺乏部分臨床細(xì)節(jié)等局限性,但 SCRS 模型仍為 NB 的精準(zhǔn)診斷和預(yù)后評(píng)估提供了有力工具,為 NB 的個(gè)性化治療開辟了新方向,也為深入研究 senes CAF 在腫瘤中的作用提供了重要依據(jù) 。