大家好，今天要和大家分享的是2021年9月發(fā)表的一篇文章：“Pan-Cancer Analysis of Atrial-Fibrillation-Related Innate Immunity Gene ANXA4”。
在本項研究中，作者旨在探索房顫（AF）與癌癥之間可能的作用機制和潛在的共同治療靶點。首先，作者利用蛋白質(zhì)組學(xué)分析鑒定房顫和竇性心律之間差異表達(dá)的蛋白質(zhì)。應(yīng)用加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析（WGCNA）將蛋白質(zhì)聚類到不同的模塊中，并研究模塊與AF之間的關(guān)聯(lián)。然后，作者通過InnateDB數(shù)據(jù)庫選擇Hub免疫相關(guān)基因，并使用qRT-PCR進(jìn)行驗證。Cox回歸分析和Kaplan-Meier生存分析用于計算ANXA4表達(dá)與預(yù)后之間的關(guān)聯(lián)。Spearman秩相關(guān)檢驗用于評估ANXA4與免疫浸潤和DNA甲基化之間的關(guān)聯(lián)。最后通過GSEA對ANXA4進(jìn)行功能富集分析。結(jié)果證實ANXA4為AF中樞免疫相關(guān)基因。泛癌分析表明其可作為不同癌癥類型的新型臨床預(yù)后標(biāo)志物和治療靶標(biāo)。
發(fā)表雜志：Front Cardiovasc Med.
影響因子：6.054
本文作者提供了一個全新的思路：非腫瘤生信與腫瘤生信的結(jié)合。本文探討了房顫與腫瘤之間可能的共同靶點。我們可以把房顫換成其他的非腫瘤疾病。在篩選到疾病的hub基因后，對基因進(jìn)行泛癌分析，可以極大地豐富文章內(nèi)容。
非腫瘤生信和單基因泛癌我們都介紹了很多了，詳見文后的文章鏈接。
研究背景
房顫(AF)是世界范圍內(nèi)最常見的快速性心律失常，血栓栓塞是房顫的主要危害，房顫患者發(fā)生卒中的總體風(fēng)險是普通人群的五倍。盡管已經(jīng)證實包括年齡、性別、高血壓、肥胖和糖尿病在內(nèi)的多種常見危險因素會導(dǎo)致房顫的發(fā)生，但其確切病理機制尚不清楚。癌癥的發(fā)生是一個具有多種風(fēng)險因素的復(fù)雜過程，是全球主要的死亡原因之一。最近在2020年歐洲心臟病學(xué)會(ESC)報告表明，癌癥患者與AF的發(fā)病率增加有關(guān)。然而，關(guān)于AF與癌癥之間關(guān)聯(lián)的研究仍然很少，值得進(jìn)一步研究以探索其可能的作用機制和潛在的共同治療靶點。
流程圖
分析解讀：
患者選擇
①本研究共納入10名男性陣發(fā)性NVAF患者，平均年齡為64.9±3.0歲（范圍為61至69歲）。所有患者均行超聲心動圖和冠狀動脈造影以排除瓣膜疾病和冠心病。
數(shù)據(jù)收集
①從GEO數(shù)據(jù)庫下載3個公共數(shù)據(jù)集包括11名健康供體和27名AF患者，以驗證竇性心律（SR）組和AF組之間ANXA4的表達(dá)水平。
②從癌細(xì)胞系百科全書(CCLE)數(shù)據(jù)庫下載不同癌細(xì)胞系的基因表達(dá)。
③從基因型-組織表達(dá)(GTEx)數(shù)據(jù)庫中提取正常組織的基因表達(dá)數(shù)據(jù)。
④TCGA數(shù)據(jù)庫中獲取33種不同癌癥類型的RNA測序數(shù)據(jù)和臨床數(shù)據(jù)。
蛋白質(zhì)鑒定
①使用LC-MS/MS和LFQ蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定了陣發(fā)性NVAF和SR之間的差異表達(dá)蛋白(DEP)?？偣茶b定了1983個DEP和23113個獨特的肽用于后續(xù)分析。
WGCNA
①基于本研究中使用蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定的蛋白質(zhì)，利用WGCNA構(gòu)建共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)。
結(jié)果：
下圖A：模塊之間的聚類熱圖，紅色代表更接近的相似度，藍(lán)色代表更遠(yuǎn)的相似度。
下圖B：差異表達(dá)基因的樹狀圖。
下圖C：模塊與心房顫動的基因意義之間的相關(guān)性。
下圖D：模塊特征相關(guān)性的熱圖，藍(lán)色代表負(fù)相關(guān)，紅色代表正相關(guān)。
富集分析
①利用DAVID在線工具對紅色模塊中的蛋白質(zhì)進(jìn)行GO功能富集分析以研究生物學(xué)效應(yīng)。
結(jié)果：
下圖：GO富集分析。(A)生物過程。(B)細(xì)胞成分。(C)分子功能。
Hub****免疫相關(guān)基因的鑒定和驗證
①從InnateDB下載了2308個在免疫反應(yīng)中發(fā)揮作用的免疫相關(guān)基因。
②根據(jù)WGCNA的特征基因連通性，共篩選出13個樞紐基因。
③通過2308個免疫相關(guān)基因和13個樞紐基因的交集，ANXA4被鑒定為可能調(diào)控AF發(fā)病機制的免疫相關(guān)基因。
④qRT-PCR驗證ANXA4在AF中的表達(dá)水平。
結(jié)果：房顫與竇性心律之間ANXA4的相對表達(dá)。
下圖A：GEO中3個數(shù)據(jù)集驗證的ANXA4的相對表達(dá)。
下圖B：ANXA4在左心耳組織中的相對表達(dá)。
ANXA4****在泛癌中的表達(dá)
①從CCLE數(shù)據(jù)庫下載不同腫瘤細(xì)胞系的數(shù)據(jù)，計算ANXA4在不同細(xì)胞系中的表達(dá)水平。
②使用來自TCGA數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)分析腫瘤和正常組織之間的ANXA4表達(dá)水平。
③結(jié)合GTEx數(shù)據(jù)庫分析ANXA4在27種不同癌癥類型中腫瘤組織與正常組織之間的表達(dá)差異。
結(jié)果：
下圖A：ANXA4在不同癌細(xì)胞系中的表達(dá)水平。
下圖B：ANXA4在TCGA中的表達(dá)水平。
下圖C：ANXA4的表達(dá)水平在GTEx數(shù)據(jù)庫和TCGA中。
生存分析
①COX回歸和Kaplan-Meier生存曲線分析泛癌患者OS與ANXA4表達(dá)水平之間的關(guān)聯(lián)。
結(jié)果：
下圖A：總生存率(OS)的森林圖。
下圖B：OS的Kaplan-Meier曲線。
免疫浸潤
①應(yīng)用TIMER數(shù)據(jù)庫估計ANXA4表達(dá)與不同免疫細(xì)胞浸潤水平之間的相關(guān)性。
結(jié)果：
下圖A：TIMER數(shù)據(jù)庫中ANXA4表達(dá)水平與免疫浸潤之間的相關(guān)性。
下圖B：ANXA4表達(dá)水平與利用xCell算法的免疫浸潤之間的相關(guān)性。
下圖C：前3種相關(guān)腫瘤類型中ANXA4表達(dá)水平與免疫浸潤之間的關(guān)系。
下圖D：通過ESITIMATE計算的免疫評分。
下圖E：通過ESITIMATE計算的綜合評分。
下圖F：通過ESITIMATE計算的基質(zhì)評分。
下圖G：ANXA4表達(dá)水平與免疫檢查點標(biāo)記之間的相關(guān)性。
腫瘤突變負(fù)荷（****TMB****）、微衛(wèi)星不穩(wěn)定性****(MSI)****、錯配修復(fù)****(MMR)****和****DNA****甲基化
①Spearman秩相關(guān)檢驗分析ANXA4表達(dá)水平與TMB之間的相關(guān)性。
②Spearman等級相關(guān)性檢驗計算ANXA4水平與MSI之間的關(guān)聯(lián)。
③分析MMR基因（MLH1、MSH2、MSH6、PMS2和EPCAM）與ANXA4表達(dá)水平之間的相關(guān)性。
④確定4種DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMT1、DNMT2、DNMT3A和DNMT3B）的表達(dá)與不同癌癥類型中ANXA4表達(dá)水平之間的關(guān)系。
結(jié)果：
下圖A：顯示ANXA4和TMB表達(dá)水平之間相關(guān)性的Rader圖表。
下圖B：顯示ANXA4和MSI表達(dá)水平之間相關(guān)性的Rader圖表。
下圖C：ANXA4表達(dá)水平與MMR基因（MLH1、MSH2、MSH6、PMS2和EPCAM）之間的相關(guān)性。
下圖D：ANXA4表達(dá)水平與DNA甲基轉(zhuǎn)移酶之間的相關(guān)性（紅色：DNMT1，藍(lán)色：DNMT2，綠色：DNMT3A，紫色：DNMT3B）。
蛋白質(zhì)****-****蛋白質(zhì)相互作用****(PPI)****網(wǎng)絡(luò)和富集分析****(GSEA)
①使用GeneMANIA構(gòu)建了一個具有以ANXA4為中心的21個基因的PPI網(wǎng)絡(luò)。
②Metascape和GSEA對這21個基因進(jìn)行富集分析。
結(jié)果：
下圖A：構(gòu)建以ANXA4為中心的具有21個基因的PPI網(wǎng)絡(luò)。
下圖B：使用Matescape進(jìn)行富集分析。
下圖C：基因集富集分析(GSEA)。
小結(jié)：
在本研究中，作者旨在使用蛋白質(zhì)組學(xué)鑒定AF中的免疫相關(guān)蛋白并探索其在泛癌中的作用，希望為癌癥與AF之間的關(guān)聯(lián)提供新的見解，并揭示降低AF發(fā)病率的潛在治療靶點。本研究最終將ANXA4鑒定為中樞免疫相關(guān)基因。泛癌分析表明，ANXA4與多種癌癥類型的預(yù)后和免疫浸潤顯著相關(guān)，具有作為癌癥患者新型生物標(biāo)志物的潛力。此外，ANXA4可能通過腫瘤突變負(fù)荷和微衛(wèi)星不穩(wěn)定性影響免疫治療的療效。GSEA結(jié)果表明ANXA4高表達(dá)組主要富集在過氧化物酶體、膽汁酸生物合成和p53途徑中。
