GSDMB和GSDMD在皮肤黑色素瘤中的表达及其与预后和免疫浸润的相关性分析.pdf
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1、激光生物学报ACTALASERBIOLOGYSINICAVol.32 No.3June.2023第 32 卷第 3 期2023 年 6 月收稿日期:2023-02-26;修回日期:2023-03-02。作者简介:聂刚,主治医师,主要从事皮肤肿瘤的基础与临床研究。*通信作者:亓俊华,主管技师,主要从事皮肤肿瘤的基础与临床研究。E-mail:。GSDMB和GSDMD在皮肤黑色素瘤中的表达及其与预后和免疫浸润的相关性分析聂刚a,亓俊华b(中山大学附属第七医院 a.皮肤科;b.检验科,深圳 518107)摘要:基于生物信息学探讨GSDMB和GSDMD在皮肤黑色素瘤(SKCM)中的表达及其与预后及免疫浸
2、润的相关性。通过GEPIA2和cBioportal数据库分析GSDMB和GSDMD在SKCM中的表达和变异情况。通过GEPIA2数据库分析GSDMB和GSDMD对SKCM的预后价值。通过GSCA数据库分析SKCM中GSDMB和GSDMD表达水平与肿瘤相关通路活性的相关性。通过TIMER数据库分析SKCM中GSDMB和GSDMD表达水平与免疫细胞浸润水平的关系。结果显示,SKCM组织中GSDMB的表达水平较正常组织显著降低,而GSDMD的表达水平较正常组织显著升高。363例SKCM样本中GSDMB和GSDMD总变异率为9.64%,以突变为主(4.96%)。GSDMB和GSDMD的高表达水平与SK
3、CM患者较高的总生存率显著相关。GSDMB在SKCM中可能激活了细胞凋亡通路,而GSDMD在SKCM中可能激活了Hormone ER通路以及细胞凋亡通路。GSDMB和GSDMD的表达水平与多种免疫细胞的浸润水平正相关。本研究表明,在SKCM患者中,GSDMB和GSDMD高表达与较高的免疫浸润细胞水平和总生存率相关,GSDMB和GSDMD有望成为SKCM免疫细胞浸润和预后相关的生物学标志物。关键词:皮肤黑色素瘤;GSDM;预后;免疫浸润;生物信息学中图分类号:R739.5 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1007-7146.2023.03.011The Expression
4、 of GSDMB and GSDMD in Skin Cutaneous Melanoma and Its Correlation with Prognosis and Immune InfiltrationNIE Ganga,QI Junhuab*(The Seventh Affiliated Hospital,Sun Yat-sen University a.Department of Dermatology;b.Department of Clinical Medical Laboratory,Shenzhen 518107,China)Abstract:To investigate
5、the expression of GSDMB and GSDMD in skin cutaneous melanoma(SKCM)and their correla-tion with prognosis and immune infiltration based on bioinformatics.The expression and variation of GSDMB and GSDMD in SKCM were analyzed by GEPIA2 database and cBioportal database.The prognostic value of GSDMB and G
6、SDMD on SKCM was analyzed by GEPIA2 database.The GSCA database was used to analyze the correlation between the expression level of GSDMB and GSDMD in SKCM and the activity of tumor-related pathways.The TIMER database was used to analyze the rela-tionship between the expression level of GSDMB and GSD
7、MD in SKCM and the infiltration level of immune cells.The results showed that the expression level of GSDMB in SKCM tissue was significantly lower than that in normal tissue,while the ex-pression level of GSDMD was significantly higher than that in normal tissue.In 363 SKCM samples,the total variati
8、on rate of GSDMB and GSDMD was 9.64%,with mutations predominating(4.96%).The high expression level of GSDMB and GSDMD was significantly associated with the higher overall survival rate of SKCM patients.GSDMB may activate apoptosis pathway in 283第 3 期皮肤黑色素瘤(skin cutaneous melanoma,SKCM)是一种源于黑素细胞的恶性肿瘤
9、,其恶性程度在皮肤恶性肿瘤中居首位。SKCM转移率高、预后差1。据报道,转移性SKCM患者中位生存期6个月,5年生存率5%2。深入认识SKCM发生、发展相关的分子机制,可望为其诊治提供新的生物靶点和思路。消皮素(gasdermin,GSDM)基因家族主要表达于皮肤和胃肠道的上皮组织,参与了上皮细胞的发育、凋亡、炎症和癌变等多个生理和病理过程3-4。截止到目前,在人类中发现了6个GSDM基因家族成员,包括GSDMA、GSDMB、GSDMC、GSDMD、GSDME(DFNA5)和PJVK(DFNB59)3-4。既往研究表明,GSDM家族作为关键调控因子,直接或间接影响乳腺癌5、胃癌6、卵巢癌7等多
10、种肿瘤的进展。然而,目前关于GSDM基因家族与SKCM之间的研究较少。本研究拟通过生物信息学方法挖掘分析GSDMB、GSDMD在SKCM组织中的表达、基因突变、预后价值及可能的调控机制,为进一步研究GSDMB、GSDMD在SKCM中的作用和临床应用价值提供理论基础。1材料与方法1.1GEPIA2数据库分析GEPIA2 数据库(http:/gepia2.cancer- 587个正常样本和9 736个肿瘤样本的RNA表达测序数据,可用于差异分析、生存分析和相关性分析8。本研究通过GEPIA2数据库分析GSDMB、GSDMD在SKCM组织和正常组织中的表达差异以及GSDMB、GSD-MD表达水平与S
11、KCM患者总生存率的相关性。1.2cBioportal数据库分析cBioPortal数据库(http:/cbioportal.org)的数据来源于TCGA、GDAC、UCSC、ICGC、IGV、Oncomine等多个数据库,可用于体细胞突变、DNA拷贝数改变、mRNA和microRNA表达以及DNA甲基化分析9。本研究通过cBioPortal数据库分析SKCM中GSD-MB、GSDMD的突变情况。1.3GSCA数据库分析GSCA数据库(http:/ 33 种癌症类型的10 000多个多维基因组数据,以及来自GDSC数据库(https:/www.cancerrxgene.org/)和CTRP数据
12、库(https:/portals.broadinstitute.org/ctrp/)的750多个小分子药物,是基因组、药物基因组和免疫基因组癌症分析的集成平台。本研究利用GSCA数据库分析SKCM中GSDMB和GSDMD的表达水平与肿瘤相关通路活性的相关性。1.4TIMER数据库分析TIMER数据库(https:/cistrome.shinyapps.io/tim-er/)包括来自TCGA的32种癌症类型的10 897个样本,可用于分析不同癌症类型中免疫细胞浸润的丰度10。本研究通过TIMER数据库分析SKCM组织中GSDMB和GSDMD的表达水平与6种免疫细胞(B 细胞、CD4+T细胞、CD
13、8+T细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞)浸润水平的相关性。1.5统计学方法应用各在线数据库系统默认的统计学方法分析,以P0.05为有统计学差异。2结果与分析2.1GSDMB和GSDMD在SKCM组织中的表达分析GEPIA2 数据库中收录了来自TCGA项目中的 461 例SKCM组织样本的mRNA表达水平,以及TCGA和GTEx项目中共558例正常皮肤组织样本的mRNA表达水平。通过GEPIA2 数据库分析SKCM组织中GSDMB和GSDMD的表达水平,结果显示,SKCM组织中GSDMB的表达水平较正常组织显著降低(P0.05)(图1a),而GSDMD的表达SKCM,while GSDMD
14、 may activate Hormone ER pathway and apoptosis pathway in SKCM.The expression level of GSDMB and GSDMD was positively correlated with the infiltration level of various immune cells.This study shows that the high expres-sion of GSDMB and GSDMD in SKCM patients is related to the higher infiltration le
15、vel of immune cells and overall survival rate.GSDMB and GSDMD are expected to become biomarkers related to immune cell infiltration and prognosis of SKCM.Key words:skin cutaneous melanoma;gasdermin;prognosis;immune infiltration;bioinformatics (Acta Laser Biology Sinica,2023,32(3):282-288)页眉文章标题聂刚等:G
16、SDMB和GSDMD在皮肤黑色素瘤中的表达及其与预后和免疫浸润的相关性分析激光生物学报284第 32 卷水平较正常组织显著升高(P0.05)(图3a3b),但是GSDMB和GSDMD的高表达水平与SKCM患者较高的总生存率显著相图1GSDMB、GSDMD在SKCM组织和正常组织的表达水平(*P0.05)Fig.1The expression of GSDMB and GSDMD in SKCM and normal tissues(*P0.05)(a)GSDMB在SKCM组织和正常组织的表达水平;(b)GSDMD在SKCM组织和正常组织的表达水平。(a)The expression of GS
17、DMB in SKCM and normal tissues;(b)The expression of GSDMD in SKCM and normal tissues.图2GSDMB和GSDMD在SKCM样本中的变异情况 Fig.2Variation of GSDMB and GSDMD in SKCM samples(a)Oncoprint分析;(b)Cancer types summary分析。(a)Oncoprint analysis;(b)Cancer types summary analysis.285第 3 期页眉文章标题聂刚等:GSDMB和GSDMD在皮肤黑色素瘤中的表达及其与
18、预后和免疫浸润的相关性分析关(P0.05)(图3c3d)。2.4SKCM中GSDMB和GSDMD表达水平与肿瘤相关通路活性的相关性为了进一步研究GSDMB和GSDMD在SKCM中的调控机制,通过GSCA数据库分析SKCM中GSDMB和GSDMD表达水平与Apoptosis、Cell Cy-cle、DNA Damage、EMT、Hormone AR、Hormone ER、PI3K-AKT、RAS-MAPK、RTK、TSC-mTOR等10条图3GSDMB、GSDMD表达水平与SKCM患者预后的相关性Fig.3Correlation between the expression level of G
19、SDMB and GSDMD and the prognosis of patients with SKCM(ab)GSDMB、GSDMD表达水平与SKCM患者无病生存率的相关性;(cd)GSDMB、GSDMD表达水平与SKCM患者总生存率的相关性。(ab)The correlation between the expression level of GSDMB and GSDMD and the disease-free survival rate of patients with SKCM;(cd)The correlation between the expression level o
20、f GSDMB and GSDMD and the overall survival rate of patients with SKCM.肿瘤相关通路活性的相关性。结果显示,GSDMB在SKCM中可能激活了细胞凋亡通路,GSDMD在SKCM中可能激活了Hormone ER通路以及细胞凋亡通路(表1)。2.5SKCM中GSDMB和GSDMD表达水平与免疫细胞浸润水平的相关性分析GSDMB的表达水平与CD8+T细胞、CD4+T细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞的浸润水平正相关(图4a4b)。GSDMD的表达水平与B 细胞、CD8+T细胞、CD4+T细胞、中性粒细胞和树突状细胞的浸润水平正相关
21、(图4c4d)。3讨论 本研究全面分析了 GSDMB 和 GSDMD 在SKCM中的表达和临床预后价值。研究发现,GSD-MB和GSDMD在SKCM中显著差异表达。GSDMB在SKCM组织中的表达较正常组织显著降低,而GSDMD的表达较正常组织显著升高。此外,SKCM激光生物学报286第 32 卷表1SKCM中GSDMB和GSDMD表达水平与肿瘤相关通路活性的相关性Tab.1Correlation between the expression level of GSDMB and GSDMD in SKCM and the activity of tumor-related pathwaysC
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