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))史简。小編已經(jīng)有不少客戶發(fā)了單基因生信文章后肛著,開始做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入研究枢贿,后續(xù)可以繼續(xù)發(fā)文章寫基金刀脏。比較老的客戶已經(jīng)成功拿到經(jīng)費(fèi)。

之前小編寫過生信篩選的單基因如何補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)

研究概述:

JMJD8被認(rèn)為是一種與癌癥相關(guān)的基因耀态,但目前的研究有限暂雹。本文旨在闡明其在泛癌中的作用和潛在機(jī)制。本研究應(yīng)用泛癌批量測序數(shù)據(jù)和在線網(wǎng)絡(luò)工具分析JMJD8與預(yù)后仙逻、基因組不穩(wěn)定性涧尿、癌干性、DNA修復(fù)和免疫浸潤的相關(guān)性喜最。此外,利用單細(xì)胞數(shù)據(jù)集瞬内、SpatialDB數(shù)據(jù)庫和多次熒光染色驗(yàn)證了JMJD8表達(dá)與M2巨噬細(xì)胞之間的相關(guān)性限书。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接能真。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)的潛力扰柠。

研究流程圖

研究結(jié)果:

一、JMJD8在泛癌中存在差異表達(dá)蝙泼,可預(yù)測患者的生存

1劝枣、在OpenTarget上對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织鲸、JMJD8 mRNA在11種癌癥類型(BRCA搂擦、CHOL哗脖、COAD等)中顯著上調(diào),在CESC才避,KICH,KIRC徘钥,和THCA中顯著下調(diào)(圖2B)肢娘。

3、GEPIA2.0結(jié)果顯示而钞,癌癥中JMJD8 mRNA在DLBC拘荡、THYM、LGG和PAAD中高表達(dá)珊皿,而在TGCT和UCS中表達(dá)較低。此外粉臊,JMJD8與ESCA驶兜、PAAD、THCA的高分期呈負(fù)相關(guān)屠凶,UALCAN結(jié)果顯示肆资,JMJD8蛋白在BRCA、UCEC和GBM的癌癥中表達(dá)上調(diào)迅耘,而在LIHC和HNSC中表達(dá)下調(diào)(圖2C-E)

4监署、JMJD8與ESCA纽哥、PCPG春塌、THYM簇捍、PRAD和SARC中較高的OS、PCPG中較高的DSS以及SARC和THYM中PFI的延伸相關(guān)(圖2F)

二吼句、JMJD8基因在泛癌中變化事格,與癌變的基因組不穩(wěn)定性相關(guān)

1、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远搪,而高SNV率沒有被觀察到(圖3A-B)逢捺。

2、高JMJD8 CNV組患者在AML倘潜、KIRC、COADREAD和LIHC中的生存率較高涮因,而在UCEC恨憎、BRCA(HER2)、HNSC(HPV+)和PADD中的生存率較低(圖3C)瓤荔。

3钥组、JMJD8在2種癌癥(LGG和UCEC)中與TMB呈正相關(guān),在7種癌癥(COAD程梦、KICH橘荠、KIRC哥童、LIHC褒翰、LUSC、TGCT和UCEC)中與MSI呈正相關(guān)优训。它在6種癌癥(BRCA、CESC抡医、LUAD早敬、PCPG、PRAD和THCA)中與TMB呈負(fù)相關(guān)芯勘,而僅在BRCA和SARC中與MSI呈負(fù)相關(guān)腺逛。在HRD方面,JMJD8在BRCA中呈負(fù)相關(guān)棍矛,而在THCA和HNSC中呈正相關(guān)。對于非整倍體荐类,JMJD8在3種癌癥(ESCA茁帽、HNSC和UVM)中與之呈正相關(guān),與7種癌癥(TGCT吊输、UCEC、KICH季蚂、SARC、KIRC算谈、KIPAN和BRCA)呈負(fù)相關(guān)(圖3D-E)

4料滥、5種癌癥(BRCA、LUAD幔欧、PRAD丽声、CESC、STAD)顯示新抗原與JMJD8表達(dá)呈負(fù)相關(guān)浴井,只有KIRP呈正相關(guān)霉撵。(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。

三撕氧、JMJD8與癌癥DNA修復(fù)喇完、腫瘤干性和甲基化相關(guān)

1、JMJD8在大多數(shù)癌癥中與多個MMR基因呈正相關(guān)不脯,JMJD8在OV中獲得了很強(qiáng)的相關(guān)性刻诊,在TGCT、KIRP和KIPAN中则涯,它們表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性,9種癌癥的干性與JMJD8呈正相關(guān)亿昏,在HRR特征方面也表現(xiàn)出一致的趨勢(圖4A-C)

2浮入、JMJD8在BRCA和其他4種癌癥(MESO、PRAD、SKCM野舶、THYM)中與甲基轉(zhuǎn)移酶呈顯著的負(fù)相關(guān)宰衙。相反,它們在19種癌癥中表現(xiàn)出正相關(guān)一屋。(圖4D)

3袋哼、JMJD8啟動子甲基化與CTL浸潤呈正相關(guān);JMJD8啟動子甲基化與CTL浸潤相關(guān)涛贯,并預(yù)測了三種BRCA亞型和MESO的生存時間延長。(圖4E-F)

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

四茁影、差異表達(dá)的JMJD8選擇性剪接蛋白預(yù)測了患者的生存期

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

2仍侥、圖5C總結(jié)了腫瘤與正常/鄰近組織間PSI差異的統(tǒng)計學(xué)結(jié)果;高PSI預(yù)示著KIRC的OS和DSS較低患蹂,而MESO的OS較低(圖5C-D)

五传于、JMJD8參與了DNA修復(fù)、纖毛活性沼溜、代謝和免疫途徑

1、通過String web工具獲得了10個經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的交互蛋白通熄。在HNSC和GBM中找都,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)中升高檐嚣,而在BRCA中表達(dá)較差(圖6A-B)

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

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

六梭伐、JMJD8參與了癌癥免疫浸潤和細(xì)胞因子介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)

1糊识、JMJD8在許多癌癥中與ESTIMATEScore和免疫評分呈負(fù)相關(guān);JMJD8免疫評分負(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)铃将。(圖7A-B)

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

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

4搔谴、在IFN-γ處理后桩撮,JMJD8的表達(dá)下降,而在一個IFN-β和一個TNF-α處理后的細(xì)胞系中店量,JMJD8的表達(dá)也下降。(圖7F)

七右钾、JMJD8是M2巨噬細(xì)胞浸潤的潛在標(biāo)志物

1霹粥、利用CIBERSORT算法發(fā)現(xiàn),JMJD8與TGCT后控、BRCA和LGG中的M2巨噬細(xì)胞呈強(qiáng)正相關(guān)空镜,與M1巨噬細(xì)胞和激活的CD4+記憶細(xì)胞呈負(fù)相關(guān)捌朴。此外张抄,在13種癌癥中,treg與JMJD8呈正相關(guān)(圖8A)

2左驾、在BLCA、HNSC诡右、STAD轻猖、TGCT、UCEC和UVM中均觀察到浸潤水平與JMJD8表達(dá)相關(guān)性咙边。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癌癥組織王带。(圖8B-C)

3檐束、JMJD8在AEL、BRCA被丧、膠質(zhì)瘤甥桂、HNSC邮旷、LIHC、NSCLC婶肩、OV中均由M2巨噬細(xì)胞或惡性細(xì)胞表達(dá)。(圖8D-E)

4民镜、在石蠟切片中進(jìn)行熒光染色分析發(fā)現(xiàn),JMJD8制圈、CD68和CD163染色的照片顯示它們在7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)鲸鹦。

4、在石蠟切片中進(jìn)行熒光染色分析發(fā)現(xiàn)馋嗜,JMJD8、CD68和CD163染色的照片顯示它們在7種癌癥中共同表達(dá)甘磨,JMJD8的熒光強(qiáng)度在THCA和TGCT鄰近組織中似乎更高(圖9A-I)熟呛。


4、在石蠟切片中進(jìn)行熒光染色分析發(fā)現(xiàn)吗冤,JMJD8、CD68和CD163染色的照片顯示它們在7種癌癥中共同表達(dá)椎瘟,JMJD8的熒光強(qiáng)度在THCA和TGCT鄰近組織中似乎更高(圖9A-I)侄旬。

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

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

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

九、JMJD8影響癌癥治療反應(yīng)和JMJD8靶向化合物的分子對接

1弧呐、ROCplotter數(shù)據(jù)結(jié)果顯示嵌纲,在GBM中,JMJD8在化療后無應(yīng)答者中高表達(dá)逮走,在BRCA中,抗HER2后茅信、化療和內(nèi)分泌治療的應(yīng)答者JMJD8表達(dá)更高。(圖11A)

2汹押、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個化合物起便。在RNAactDrug中尋找與JMJD8 mRNA表達(dá)相關(guān)的藥物榆综。(圖11B-D)

3、在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)腫瘤細(xì)胞系中鼻疮,JMJD8高表達(dá)與GI高50對應(yīng)(圖11E)

4琳轿、對JMJD8蛋白進(jìn)行了同源性建模耿芹,并與潛在藥物進(jìn)行了分子對接發(fā)現(xiàn)挪哄,XMD-1150和XMD-892未能與JMJD8對接,吉尼平和THM-I-94成功砸彬,LibDockScore最高。(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致癌基因砂碉。高JMJD8與低基因組穩(wěn)定性相關(guān)刻两。在9種以上的癌癥中,高JMJD8與高表達(dá)的錯配修復(fù)基因滋迈、stemness、同源修復(fù)基因杀怠、免疫抑制相關(guān)厅克。此外,免疫檢查點(diǎn)CD276與JMJD8呈正相關(guān)证舟。隨后,文中還驗(yàn)證了JMJD8作為M2巨噬細(xì)胞標(biāo)志物漆枚,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。最后墙基,篩選出潛在的JMJD8靶向藥物刷喜,并與JMJD8蛋白對接。提示JMJD8是一種新的致癌基因掖疮,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)志物恼布。

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