8+單基因泛癌聯(lián)合表達驗證揭示JMJD8基因于M2巨噬細胞的聯(lián)系

影響因子:8.78

小編一直覺得單基因泛癌的文章進可攻(純生信發(fā)文)退可守(補實驗)苞冯。小編已經(jīng)有不少客戶發(fā)了單基因生信文章后状土,開始做實驗進行深入研究匪蝙,后續(xù)可以繼續(xù)發(fā)文章寫基金灭贷。比較老的客戶已經(jīng)成功拿到經(jīng)費肴沫。

之前小編寫過生信篩選的單基因如何補充實驗

[單基因泛癌如何補實驗?]
研究概述:

JMJD8被認為是一種與癌癥相關(guān)的基因掉房,但目前的研究有限茧跋。本文旨在闡明其在泛癌中的作用和潛在機制。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)后卓囚、基因組不穩(wěn)定性瘾杭、癌干性、DNA修復(fù)和免疫浸潤的相關(guān)性哪亿。此外粥烁,利用單細胞數(shù)據(jù)集贤笆、SpatialDB數(shù)據(jù)庫和多次熒光染色驗證了JMJD8表達與M2巨噬細胞之間的相關(guān)性。進一步利用ROCplotter和cMap web工具分別分析治療反應(yīng)和篩選JMJD8靶向化合物页徐,并利用AlphaFold2和Discovery Studio進行JMJD8同源性建模和分子對接苏潜。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的潛力。

研究流程圖

研究結(jié)果:

一变勇、JMJD8在泛癌中存在差異表達恤左,可預(yù)測患者的生存

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

2搀绣、JMJD8 mRNA在11種癌癥類型(BRCA飞袋、CHOL、COAD等)中顯著上調(diào)链患,在CESC巧鸭,KICH,KIRC麻捻,和THCA中顯著下調(diào)(圖2B)纲仍。

3、GEPIA2.0結(jié)果顯示贸毕,癌癥中JMJD8 mRNA在DLBC郑叠、THYM、LGG和PAAD中高表達明棍,而在TGCT和UCS中表達較低乡革。此外,JMJD8與ESCA摊腋、PAAD沸版、THCA的高分期呈負相關(guān),UALCAN結(jié)果顯示兴蒸,JMJD8蛋白在BRCA视粮、UCEC和GBM的癌癥中表達上調(diào),而在LIHC和HNSC中表達下調(diào)(圖2C-E)

4橙凳、JMJD8與ESCA蕾殴、PCPG、THYM痕惋、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)



二娃殖、JMJD8基因在泛癌中變化值戳,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細胞淋巴瘤和UCS炉爆,而高SNV率沒有被觀察到(圖3A-B)堕虹。

2卧晓、高JMJD8 CNV組患者在AML、KIRC赴捞、COADREAD和LIHC中的生存率較高逼裆,而在UCEC、BRCA(HER2)赦政、HNSC(HPV+)和PADD中的生存率較低(圖3C)胜宇。

3、JMJD8在2種癌癥(LGG和UCEC)中與TMB呈正相關(guān)恢着,在7種癌癥(COAD桐愉、KICH、KIRC掰派、LIHC从诲、LUSC、TGCT和UCEC)中與MSI呈正相關(guān)靡羡。它在6種癌癥(BRCA系洛、CESC、LUAD略步、PCPG描扯、PRAD和THCA)中與TMB呈負相關(guān),而僅在BRCA和SARC中與MSI呈負相關(guān)纳像。在HRD方面荆烈,JMJD8在BRCA中呈負相關(guān),而在THCA和HNSC中呈正相關(guān)竟趾。對于非整倍體憔购,JMJD8在3種癌癥(ESCA、HNSC和UVM)中與之呈正相關(guān)岔帽,與7種癌癥(TGCT玫鸟、UCEC、KICH犀勒、SARC屎飘、KIRC、KIPAN和BRCA)呈負相關(guān)(圖3D-E)

4贾费、5種癌癥(BRCA钦购、LUAD、PRAD褂萧、CESC押桃、STAD)顯示新抗原與JMJD8表達呈負相關(guān),只有KIRP呈正相關(guān)导犹。(圖3F)

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


三羡忘、JMJD8與癌癥DNA修復(fù)、腫瘤干性和甲基化相關(guān)

1磕昼、JMJD8在大多數(shù)癌癥中與多個MMR基因呈正相關(guān)卷雕,JMJD8在OV中獲得了很強的相關(guān)性,在TGCT票从、KIRP和KIPAN中漫雕,它們表現(xiàn)出負相關(guān)性,9種癌癥的干性與JMJD8呈正相關(guān)纫骑,在HRR特征方面也表現(xiàn)出一致的趨勢(圖4A-C)

2蝎亚、JMJD8在BRCA和其他4種癌癥(MESO、PRAD先馆、SKCM发框、THYM)中與甲基轉(zhuǎn)移酶呈顯著的負相關(guān)。相反煤墙,它們在19種癌癥中表現(xiàn)出正相關(guān)梅惯。(圖4D)

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

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


四、差異表達的JMJD8選擇性剪接蛋白預(yù)測了患者的生存期

1亿扁、圖5A-B展示了泛癌中Intron_Retention_51257的剪接模式和PSI捺典;LUSC和READ等癌癥顯示的PSI高于正常樣本。

2从祝、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)果襟己;高PSI預(yù)示著KIRC的OS和DSS較低,而MESO的OS較低(圖5C-D)



五牍陌、JMJD8參與了DNA修復(fù)擎浴、纖毛活性、代謝和免疫途徑

1毒涧、通過String web工具獲得了10個經(jīng)過實驗驗證的交互蛋白贮预。在HNSC和GBM中,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)中升高萌狂,而在BRCA中表達較差(圖6A-B)

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

3、GO及KEGG分析顯示枣申,JMJD8與多重細胞骨架和纖毛運輸系統(tǒng)售葡、代謝、免疫活性等通路高度相關(guān)忠藤。(圖6D-E)



六挟伙、JMJD8參與了癌癥免疫浸潤和細胞因子介導(dǎo)的免疫調(diào)節(jié)

1、JMJD8在許多癌癥中與ESTIMATEScore和免疫評分呈負相關(guān)模孩;JMJD8免疫評分負相關(guān)的癌癥也與大多數(shù)免疫檢查點基因呈負相關(guān)尖阔。(圖7A-B)

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

3、JMJD8與幾種趨化因子(CXCL9块茁、10齿坷、11、12和13)数焊、許多受體和免疫刺激劑呈負相關(guān)永淌。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、在IFN-γ處理后昌跌,JMJD8的表達下降仰禀,而在一個IFN-β和一個TNF-α處理后的細胞系中,JMJD8的表達也下降蚕愤。(圖7F)



七答恶、JMJD8是M2巨噬細胞浸潤的潛在標志物

1、利用CIBERSORT算法發(fā)現(xiàn)萍诱,JMJD8與TGCT悬嗓、BRCA和LGG中的M2巨噬細胞呈強正相關(guān),與M1巨噬細胞和激活的CD4+記憶細胞呈負相關(guān)裕坊。此外包竹,在13種癌癥中,treg與JMJD8呈正相關(guān)(圖8A)

2、在BLCA周瞎、HNSC苗缩、STAD、TGCT声诸、UCEC和UVM中均觀察到浸潤水平與JMJD8表達相關(guān)性酱讶。空間轉(zhuǎn)錄數(shù)據(jù)SpatialDB獲得描述的空間重疊JMJD8和M2巨噬細胞生物標志物CD68和CD163 BRCA和PRCA癌癥組織彼乌。(圖8B-C)

3泻肯、JMJD8在AEL、BRCA慰照、膠質(zhì)瘤灶挟、HNSC、LIHC毒租、NSCLC稚铣、OV中均由M2巨噬細胞或惡性細胞表達辩稽。(圖8D-E)

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

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


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


八统锤、JMJD8與其他免疫抑制細胞相關(guān)毛俏,并與細胞毒性T淋巴細胞功能障礙相關(guān)

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

2银锻、在BRCA永品、HNSC、LUAD和SKCM中觀察到JMJD8與CD8+ T細胞呈負相關(guān)击纬。TIDE web工具發(fā)現(xiàn)腐碱,在神經(jīng)母細胞瘤和BRCA中,T細胞功能障礙與JMJD8相關(guān)掉弛,而在BRCA中發(fā)現(xiàn)CTL與JMJD8呈負相關(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喂走、ROCplotter數(shù)據(jù)結(jié)果顯示殃饿,在GBM中,JMJD8在化療后無應(yīng)答者中高表達芋肠,在BRCA中乎芳,抗HER2后、化療和內(nèi)分泌治療的應(yīng)答者JMJD8表達更高帖池。(圖11A)

2奈惑、利用cMap工具在9種不同的腫瘤細胞系中篩選具有jmjd8靶向潛力的前30個化合物。在RNAactDrug中尋找與JMJD8 mRNA表達相關(guān)的藥物睡汹。(圖11B-D)

3肴甸、在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)腫瘤細胞系中,JMJD8高表達與GI高50對應(yīng)(圖11E)

4囚巴、對JMJD8蛋白進行了同源性建模原在,并與潛在藥物進行了分子對接發(fā)現(xiàn),XMD-1150和XMD-892未能與JMJD8對接彤叉,吉尼平和THM-I-94成功庶柿,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秽浇。高JMJD8與低基因組穩(wěn)定性相關(guān)浮庐。在9種以上的癌癥中,高JMJD8與高表達的錯配修復(fù)基因柬焕、stemness审残、同源修復(fù)基因、免疫抑制相關(guān)斑举。此外维苔,免疫檢查點CD276與JMJD8呈正相關(guān)。隨后懂昂,文中還驗證了JMJD8作為M2巨噬細胞標志物介时,并顯示了其與其他免疫抑制細胞和CD8+ t細胞抑制的相關(guān)性。最后,篩選出潛在的JMJD8靶向藥物沸柔,并與JMJD8蛋白對接循衰。提示JMJD8是一種新的致癌基因,它與免疫抑制和DNA修復(fù)相關(guān)褐澎,在許多癌癥中是M2巨噬細胞生物標志物会钝。

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