8+單基因泛癌聯(lián)合表達(dá)驗(yàn)證揭示JMJD8基因于M2巨噬細(xì)胞的聯(lián)系

影響因子:8.78

小編一直覺(jué)得單基因泛癌的文章進(jìn)可攻(純生信發(fā)文)退可守(補(bǔ)實(shí)驗(yàn))妆距。小編已經(jīng)有不少客戶發(fā)了單基因生信文章后折柠,開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入研究鹊奖,后續(xù)可以繼續(xù)發(fā)文章寫基金吠裆。比較老的客戶已經(jīng)成功拿到經(jīng)費(fèi)渐逃。

之前小編寫過(guò)生信篩選的單基因如何補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)

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研究概述:

JMJD8被認(rèn)為是一種與癌癥相關(guān)的基因,但目前的研究有限茄菊。本文旨在闡明其在泛癌中的作用和潛在機(jī)制疯潭。本研究應(yīng)用泛癌批量測(cè)序數(shù)據(jù)和在線網(wǎng)絡(luò)工具分析JMJD8與預(yù)后赊堪、基因組不穩(wěn)定性、癌干性竖哩、DNA修復(fù)和免疫浸潤(rùn)的相關(guān)性哭廉。此外,利用單細(xì)胞數(shù)據(jù)集相叁、SpatialDB數(shù)據(jù)庫(kù)和多次熒光染色驗(yàn)證了JMJD8表達(dá)與M2巨噬細(xì)胞之間的相關(guān)性遵绰。進(jìn)一步利用ROCplotter和cMap web工具分別分析治療反應(yīng)和篩選JMJD8靶向化合物,并利用AlphaFold2和Discovery Studio進(jìn)行JMJD8同源性建模和分子對(duì)接增淹。本研究將揭示JMJD8在泛癌中的作用及其作為一種新的治療靶點(diǎn)的潛力椿访。

研究流程圖

研究結(jié)果:

一、JMJD8在泛癌中存在差異表達(dá)虑润,可預(yù)測(cè)患者的生存

1成玫、在OpenTarget上對(duì)JMJD8相關(guān)疾病進(jìn)行探索發(fā)現(xiàn)JMJD8主要與非小肺癌相關(guān)(圖2A)

2、JMJD8 mRNA在11種癌癥類型(BRCA拳喻、CHOL哭当、COAD等)中顯著上調(diào),在CESC冗澈,KICH钦勘,KIRC,和THCA中顯著下調(diào)(圖2B)亚亲。

3彻采、GEPIA2.0結(jié)果顯示,癌癥中JMJD8 mRNA在DLBC朵栖、THYM颊亮、LGG和PAAD中高表達(dá)柴梆,而在TGCT和UCS中表達(dá)較低陨溅。此外,JMJD8與ESCA绍在、PAAD门扇、THCA的高分期呈負(fù)相關(guān),UALCAN結(jié)果顯示偿渡,JMJD8蛋白在BRCA臼寄、UCEC和GBM的癌癥中表達(dá)上調(diào),而在LIHC和HNSC中表達(dá)下調(diào)(圖2C-E)

4溜宽、JMJD8與ESCA吉拳、PCPG、THYM适揉、PRAD和SARC中較高的OS留攒、PCPG中較高的DSS以及SARC和THYM中PFI的延伸相關(guān)(圖2F)

二煤惩、JMJD8基因在泛癌中變化,與癌變的基因組不穩(wěn)定性相關(guān)

1炼邀、泛CNV和SNV分析發(fā)現(xiàn)高JMJD8放大BRCA和彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤和UCS魄揉,而高SNV率沒(méi)有被觀察到(圖3A-B)。

2拭宁、高JMJD8 CNV組患者在AML洛退、KIRC、COADREAD和LIHC中的生存率較高杰标,而在UCEC兵怯、BRCA(HER2)、HNSC(HPV+)和PADD中的生存率較低(圖3C)腔剂。

3摇零、JMJD8在2種癌癥(LGG和UCEC)中與TMB呈正相關(guān),在7種癌癥(COAD桶蝎、KICH驻仅、KIRC、LIHC登渣、LUSC噪服、TGCT和UCEC)中與MSI呈正相關(guān)。它在6種癌癥(BRCA胜茧、CESC粘优、LUAD、PCPG呻顽、PRAD和THCA)中與TMB呈負(fù)相關(guān)雹顺,而僅在BRCA和SARC中與MSI呈負(fù)相關(guān)。在HRD方面廊遍,JMJD8在BRCA中呈負(fù)相關(guān)嬉愧,而在THCA和HNSC中呈正相關(guān)。對(duì)于非整倍體喉前,JMJD8在3種癌癥(ESCA没酣、HNSC和UVM)中與之呈正相關(guān),與7種癌癥(TGCT卵迂、UCEC裕便、KICH、SARC见咒、KIRC偿衰、KIPAN和BRCA)呈負(fù)相關(guān)(圖3D-E)

4、5種癌癥(BRCA、LUAD下翎、PRAD囱嫩、CESC、STAD)顯示新抗原與JMJD8表達(dá)呈負(fù)相關(guān)漏设,只有KIRP呈正相關(guān)墨闲。(圖3F)

以上結(jié)果提示JMJD8是BRCA和LUAD基因組穩(wěn)定性的潛在生物標(biāo)志物。

三郑口、JMJD8與癌癥DNA修復(fù)鸳碧、腫瘤干性和甲基化相關(guān)

1、JMJD8在大多數(shù)癌癥中與多個(gè)MMR基因呈正相關(guān)犬性,JMJD8在OV中獲得了很強(qiáng)的相關(guān)性瞻离,在TGCT、KIRP和KIPAN中乒裆,它們表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性套利,9種癌癥的干性與JMJD8呈正相關(guān),在HRR特征方面也表現(xiàn)出一致的趨勢(shì)(圖4A-C)

2鹤耍、JMJD8在BRCA和其他4種癌癥(MESO肉迫、PRAD、SKCM稿黄、THYM)中與甲基轉(zhuǎn)移酶呈顯著的負(fù)相關(guān)喊衫。相反,它們?cè)?9種癌癥中表現(xiàn)出正相關(guān)杆怕。(圖4D)

3族购、JMJD8啟動(dòng)子甲基化與CTL浸潤(rùn)呈正相關(guān);JMJD8啟動(dòng)子甲基化與CTL浸潤(rùn)相關(guān)陵珍,并預(yù)測(cè)了三種BRCA亞型和MESO的生存時(shí)間延長(zhǎng)寝杖。(圖4E-F)

4、高JMJD8與大多數(shù)RNA調(diào)節(jié)基因相關(guān)互纯,包括m1A瑟幕、m5C和m6A,表明JMJD8參與了RNA修飾伟姐。(圖4G)

四收苏、差異表達(dá)的JMJD8選擇性剪接蛋白預(yù)測(cè)了患者的生存期

1、圖5A-B展示了泛癌中Intron_Retention_51257的剪接模式和PSI愤兵;LUSC和READ等癌癥顯示的PSI高于正常樣本。

2排吴、圖5C總結(jié)了腫瘤與正常/鄰近組織間PSI差異的統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果秆乳;高PSI預(yù)示著KIRC的OS和DSS較低,而MESO的OS較低(圖5C-D)

五、JMJD8參與了DNA修復(fù)屹堰、纖毛活性肛冶、代謝和免疫途徑

1、通過(guò)String web工具獲得了10個(gè)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的交互蛋白扯键。在HNSC和GBM中睦袖,UALCAN在改變的SWI/SNF復(fù)合物、p53/rb相關(guān)通路和染色質(zhì)修飾狀態(tài)中升高荣刑,而在BRCA中表達(dá)較差(圖6A-B)

2馅笙、在GEPIA2.0數(shù)據(jù)庫(kù)中挑選出與JMJD8共表達(dá)排名前5的基因(C16ORF58、IFT140厉亏、ITFG3董习、PIGQ、WDR24)并且在大多數(shù)癌癥類型中與JMJD8具有較高的相關(guān)性爱只。(圖6C)

3皿淋、GO及KEGG分析顯示,JMJD8與多重細(xì)胞骨架和纖毛運(yùn)輸系統(tǒng)恬试、代謝窝趣、免疫活性等通路高度相關(guān)。(圖6D-E)

六训柴、JMJD8參與了癌癥免疫浸潤(rùn)和細(xì)胞因子介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)

1高帖、JMJD8在許多癌癥中與ESTIMATEScore和免疫評(píng)分呈負(fù)相關(guān);JMJD8免疫評(píng)分負(fù)相關(guān)的癌癥也與大多數(shù)免疫檢查點(diǎn)基因呈負(fù)相關(guān)畦粮。(圖7A-B)

2散址、JMJD8在10種癌癥中與免疫亞型顯著相關(guān),并展示了前6種宣赔。(圖7C-D)

3预麸、JMJD8與幾種趨化因子(CXCL9、10儒将、11吏祸、12和13)、許多受體和免疫刺激劑呈負(fù)相關(guān)钩蚊。高JMJD8啟動(dòng)子甲基化與大多數(shù)免疫刺激劑呈正相關(guān)(圖7E)

4贡翘、在IFN-γ處理后,JMJD8的表達(dá)下降砰逻,而在一個(gè)IFN-β和一個(gè)TNF-α處理后的細(xì)胞系中鸣驱,JMJD8的表達(dá)也下降。(圖7F)

七蝠咆、JMJD8是M2巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)的潛在標(biāo)志物

1踊东、利用CIBERSORT算法發(fā)現(xiàn)北滥,JMJD8與TGCT、BRCA和LGG中的M2巨噬細(xì)胞呈強(qiáng)正相關(guān)闸翅,與M1巨噬細(xì)胞和激活的CD4+記憶細(xì)胞呈負(fù)相關(guān)再芋。此外,在13種癌癥中坚冀,treg與JMJD8呈正相關(guān)(圖8A)

2济赎、在BLCA、HNSC记某、STAD司训、TGCT、UCEC和UVM中均觀察到浸潤(rùn)水平與JMJD8表達(dá)相關(guān)性辙纬』碓猓空間轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)SpatialDB獲得描述的空間重疊JMJD8和M2巨噬細(xì)胞生物標(biāo)志物CD68和CD163 BRCA和PRCA癌癥組織。(圖8B-C)

3贺拣、JMJD8在AEL蓖谢、BRCA、膠質(zhì)瘤譬涡、HNSC闪幽、LIHC、NSCLC涡匀、OV中均由M2巨噬細(xì)胞或惡性細(xì)胞表達(dá)盯腌。(圖8D-E)

4、在石蠟切片中進(jìn)行熒光染色分析發(fā)現(xiàn)陨瘩,JMJD8腕够、CD68和CD163染色的照片顯示它們?cè)?種癌癥中共同表達(dá),JMJD8的熒光強(qiáng)度在THCA和TGCT鄰近組織中似乎更高(圖9A-I)舌劳。

4帚湘、在石蠟切片中進(jìn)行熒光染色分析發(fā)現(xiàn),JMJD8甚淡、CD68和CD163染色的照片顯示它們?cè)?種癌癥中共同表達(dá)大诸,JMJD8的熒光強(qiáng)度在THCA和TGCT鄰近組織中似乎更高(圖9A-I)。

4贯卦、在石蠟切片中進(jìn)行熒光染色分析發(fā)現(xiàn)资柔,JMJD8、CD68和CD163染色的照片顯示它們?cè)?種癌癥中共同表達(dá)撵割,JMJD8的熒光強(qiáng)度在THCA和TGCT鄰近組織中似乎更高(圖9A-I)贿堰。

八、JMJD8與其他免疫抑制細(xì)胞相關(guān)睁枕,并與細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞功能障礙相關(guān)

1官边、TIMER2.0顯示JMJD8與Treg沸手、CAFs和MDSCs之間至少與兩種細(xì)胞類型呈正相關(guān)外遇,還顯示了在CESC注簿、COAD、HNSC跳仿、LUSC诡渴、PAAD和THYM中與JMJD8相關(guān)性最高的CAFs。(圖10A-B)

2菲语、在BRCA妄辩、HNSC、LUAD和SKCM中觀察到JMJD8與CD8+ T細(xì)胞呈負(fù)相關(guān)山上。TIDE web工具發(fā)現(xiàn)眼耀,在神經(jīng)母細(xì)胞瘤和BRCA中,T細(xì)胞功能障礙與JMJD8相關(guān)佩憾,而在BRCA中發(fā)現(xiàn)CTL與JMJD8呈負(fù)相關(guān)(圖10C-D)

九哮伟、JMJD8影響癌癥治療反應(yīng)和JMJD8靶向化合物的分子對(duì)接

1、ROCplotter數(shù)據(jù)結(jié)果顯示妄帘,在GBM中楞黄,JMJD8在化療后無(wú)應(yīng)答者中高表達(dá),在BRCA中抡驼,抗HER2后鬼廓、化療和內(nèi)分泌治療的應(yīng)答者JMJD8表達(dá)更高。(圖11A)

2致盟、利用cMap工具在9種不同的腫瘤細(xì)胞系中篩選具有jmjd8靶向潛力的前30個(gè)化合物碎税。在RNAactDrug中尋找與JMJD8 mRNA表達(dá)相關(guān)的藥物。(圖11B-D)

3馏锡、在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)腫瘤細(xì)胞系中雷蹂,JMJD8高表達(dá)與GI高50對(duì)應(yīng)(圖11E)

4、對(duì)JMJD8蛋白進(jìn)行了同源性建模眷篇,并與潛在藥物進(jìn)行了分子對(duì)接發(fā)現(xiàn)萎河,XMD-1150和XMD-892未能與JMJD8對(duì)接,吉尼平和THM-I-94成功蕉饼,LibDockScore最高虐杯。(圖11F)

研究總結(jié):
本文首次發(fā)現(xiàn)JMJD8在許多癌癥類型中都是一個(gè)致癌基因。高JMJD8與低基因組穩(wěn)定性相關(guān)昧港。在9種以上的癌癥中擎椰,高JMJD8與高表達(dá)的錯(cuò)配修復(fù)基因、stemness创肥、同源修復(fù)基因达舒、免疫抑制相關(guān)值朋。此外,免疫檢查點(diǎn)CD276與JMJD8呈正相關(guān)巩搏。隨后昨登,文中還驗(yàn)證了JMJD8作為M2巨噬細(xì)胞標(biāo)志物,并顯示了其與其他免疫抑制細(xì)胞和CD8+ t細(xì)胞抑制的相關(guān)性贯底。最后丰辣,篩選出潛在的JMJD8靶向藥物,并與JMJD8蛋白對(duì)接禽捆。提示JMJD8是一種新的致癌基因笙什,它與免疫抑制和DNA修復(fù)相關(guān),在許多癌癥中是M2巨噬細(xì)胞生物標(biāo)志物胚想。

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