文摘

长非编码rna (lncRNAs)产生越来越重要的影响基因组不稳定和癌症患者的预后。本研究建立了一个计算框架源自突变假设结合lncRNA基因组表达谱和体细胞突变的肾癌评估lncRNAs对肾癌的基因不稳定性的影响。总共有45个差异表达lncRNAs进行评估从高和低累积genome-instability-associated体细胞突变组。然后我们建立了一个基于三genome-instability-associated预后模型lncRNAs -GlncScore (AC156455.1, AC016405.3, LINC01234)。GlncScore被验证的测试组和总TCGA肾癌组。GlncScore是评估有一个准确的预测患者的生存。此外,GlncScore与体细胞突变模式,表明其肾癌反映基因组不稳定的能力。总之,本研究评价肾癌的lncRNAs对基因组不稳定性的影响,提供了新的隐藏癌症生物标记与肾癌的基因组不稳定有关。

1。介绍

肾癌(RC)占据了大约3%的成人恶性肿瘤最常见的癌症第十二世界各地(1,2]。肾切除术是唯一彻底治疗局部RC (3]。然而,30%的患者进行评估时局部肿瘤复发或远处转移诊断(4]。转移性肾细胞癌预后差对放疗和化疗不敏感,整体和5年生存率小于10%。最近,基因治疗和抗肿瘤血管生成的分子靶向药物的预后显著提高RC (5]。然而,由于肾细胞癌的生物学行为的复杂性,缺乏有效的分子标记预测肾细胞癌的预后和治疗反应(6,7]。

长非编码rna (lncRNAs)已经在几乎每一个伟大的球员的基因功能和控制(8]。最近,lncRNAs进行评估对维持基因组不稳定性产生重要影响(9]。的成熟和应用高通量检测技术和生物信息学的快速发展,lncRNA的表达调节功能已发现一个接一个,这不仅丰富了基因组的复杂性,也使我们意识到一些异常的lncRNA肾癌。表达式的情况使我们的研究之间的联系lncRNA和肾癌更深入。然而,lncRNA在肾细胞癌的生物学的理解仍然是缓慢的,和它的功能和机制仍不清楚。此外,很少有lncRNAs与肾细胞癌密切相关。

正如我们知道的,基因组不稳定不仅是一种癌症的标志也是一个重要的预后因素,因为它是与肿瘤进展和生存有关。lncRNA北美防空司令部已被证明有助于基因组稳定通过调制能力的rna结合蛋白组装复杂高阶核糖核蛋白(10]。它已经表明,其他几个lncRNAs参与基因组稳定性(9]。然而,在很大程度上是未知的genome-instability-related lncRNAs RC及其临床意义。

2。方法

2.1。数据收集和识别Genome-Instability-Associated lncRNAs

临床特点,RNA-seq表达信息和RC病人的体细胞突变数据获得癌症基因组图谱(TCGA)数据库。我们获得了每个病人的突变频率和最高前25%患者突变频率定义为高突变组(GU组)和突变频率最低的25%,因患者低突变组(GS)。lncRNAs基因组不稳定被定义为相关差异表达lncRNAs(褶皱变化>或< 0.67和1.5错误发现率(罗斯福)修改 )顾和GS组。

2.2。功能改进分析

成对的关系表达genome-instability-related lncRNAs mrna是衡量计算皮尔逊相关系数,和十大mrna视为coexpressed genome-instability-related lncRNA-related伙伴。预测的隐藏角色genome-instability-associated lncRNAs,显然丰富基因本体论(去)基因和基因组的条款和《京都议定书》百科全书(KEGG)途径是由执行功能的改进分析coexpressed lncRNA-related mRNA的合作伙伴。ClusterProfiler包R软件是用来进行功能富集分析。

研究一个Genome-Instability-Originated lncRNA签名为生存预测。我们使用了genome-instability-derived lncRNAs开发生存预测模型。结果是设置为整体的生存定义为包含日期的生存,直到死亡的患者。所有RC患者随机分为培训组和测试组。训练集的识别主要采用预后lncRNA和预测风险模型的建设;测试集主要采用的验证预后风险模型。

2.3。统计分析

R版本4.0.3来让所有的统计分析。表达之间的相关性程度lncRNA与基因组不稳定性和整个生存进行单变量和多变量Cox比例风险回归分析。基于多元回归的参数分析和lncRNAs与预后相关基因的表达程度不稳定,genomic-instability-derived lncRNA特性(GlncScore)建立了预测结果。患者的平均得分在训练集的临界值的风险,患者分为高危组与低GlncScore GlncScore高或低风险组。存活率和平均生存率的预后风险集团与kaplan meier计算方法,和存活率的多样性之间的高危组和低风险组与5%的显著水平与生存率较评估。接受者操作特性曲线(ROC)是一个与时间相关的评估采用GlncScore的性能。

3所示。结果

3.1。承认lncRNAs与肾癌的基因组不稳定有关

根据细胞突变TCGA的肾透明细胞癌患者数据库,比较之间的表达差异lncRNAs顾组和GS组在降序排列。最后,45 lncRNAs表达有显著差异:调节lncRNAs 15和30个表达下调lncRNAs顾组(图1(a)和补充表1)。总共692例肾癌患者临床资料完整被包含在后续分析。45 lncRNAs TCGA用于集群692无监督样品。

3.2。识别潜在的功能

我们使用基因富集分析预测45的隐藏角色lncRNAs与基因组不稳定有关。通过测量45之间的关系差异表达lncRNAs和蛋白质编码基因,我们得到了十大最密切相关的lncRNAs和mrna的建设lncRNA-mRNA coexpression网络(图2(一个))。此外,去分析显示,mrna在这个coexpression网络相关的基因组不稳定性(数据的生成和发展2 (b)和2 (c))。根据KEGG途径的分析,有一些明显富集的通路,包括血管平滑肌收缩,细胞粘附分子和趋化因子信号通路(数字2 (d)和2 (e))。根据上述结果,45个差异表达lncRNAs被视为候选人lncRNAs相关基因组不稳定。

3.3。建立透明细胞肾细胞癌的预后模型

对预后的影响的进一步研究上述候选人lncRNAs,从数据库,TCGA 692例肾癌患者被分为培训组和测试组,346名患者在训练。培训和测试组的基线特征很平衡,补充表所示2。培训组,采用单变量Cox比例风险回归分析探索之间的关联45 lncRNAs相关基因不稳定和整体生存,其中3 lncRNAs大大与患者的预后相关( ;图3(a))。接下来,多变量Cox比例风险之间的回归分析是由3个候选人lncRNAs一如既往临床特点包括年龄、性别、病理阶段,和TNM阶段。最后,所有三个候选人lncRNAs (AC156455.1、AC016405.3 LINC01234)被认为是独立的预后多变量Cox lncRNAs作为他们的预后意义(P< 0.05)被保留。最后,我们构建了一个genome-instability-originated lncRNAs签名(GlncScore)评估患者的预后风险肾癌通过结合多变量Cox的相关系数分析和表达三个独立预后lncRNAs的程度。GlncScore的公式如下:

风险评分的平均价值的基础上,患者分为高危人群(风险评分的价值高于中间值)和低风险组(风险评分的价值低于中位数的值)。kaplan meier分析表明,低风险组的病人的生存结果大大优于患者的高危人群( ,生存率较;图3(b))。的时间ROC曲线分析GlncScore显示曲线下面积(AUC) 0.778(图3(e))。高危人群的患者有显著的高水平的体细胞突变相比低风险组(图4(一))。

3.4。验证GlncScore

测试组的346名患者被分为高危组和低风险组大大不同的整体存活率。根据图3(c),患者的高危人群显示更穷的整个生存比低风险组的患者。时间ROC曲线分析GlncScore的测试设置显示的AUC 0.807(图3(f))。体细胞突变的分配计算测试样本中见图4 (b)。TCGA的预后性能GlncScore在整个组就像上述的结果。

3.5。GlncScore独立于其他临床因素

多变量Cox回归分析在年龄,性别,年级,阶段,和GlncScore。GlncScore总体存活率大大相关(表1)。我们病人TCGA数据库分为年轻组和老人组根据60岁。每个年龄段的病人可以进一步分为高危组和低风险组。一个伟大的多样性之间的存活率高危组和低风险组的年轻组(生存率较, ;图5(一个))观察,它也适用于老年人组(生存率较, ;图5 (b))。同样,TCGA病人数据库分为男性组和女性组。每个性别的患者被进一步分为高危组和低风险组。伟大的多样性在女性患者生存率但不是男性患者(图5 (c)和5 (d))观察。此外,我们分组肾癌病人的病理阶段,TCGA数据库;早期病理阶段I和II被集成到集团和病理阶段III和IV融入群体。然后病人早期组和晚期组进一步分为高危组和低风险组。患者的生存率早期组和晚期组(图明显不同5 (e)和F)。根据这些结果,GlncScore是一个独立的预后因素与肾癌患者的整个生存。

4所示。讨论

近年来,许多研究已经进行发生,发展和治疗肾癌的11,12]。肾癌的发病率近年来一直在上升。肾癌的诊断和分期的治疗和预后具有重要意义。多层螺旋CT在肾癌的诊断具有重要意义,是优于其他考试。多普勒超声难以描述肾肿瘤的组织,而且很容易错过小肿瘤的诊断。新型超声造影剂的应用sonovir在肾肿瘤仍处于探索阶段。MRI很难作为常规检查。根除性肾脏切除手术是一种公认的方法治疗局部晚期肾癌。腹腔镜手术等微创治疗是当前的发展趋势,逐渐成熟。干细胞移植、目标抗原和肿瘤疫苗是目前热点研究方向。

根除性肾脏切除手术仍然是最有效的治疗局部晚期肾癌;以及是否有必要进行淋巴结清扫后,静脉血栓切除肿瘤,侧肾上腺切除术等等应该基于相应的治疗原则和不同的病人。根据个人情况,可以制定最合适的手术治疗方案。肾脏手术切口的选择是一个非常重要的外科医生术前思考的问题。基本的想法应该是迅速和有效地控制肾动脉和静脉,以确保手术的安全性,促进自由肾脏肿瘤的切除,并满足肿瘤手术的患肿瘤手术。前两个是最重要的起点的选择手术方法。对小肾癌或肾癌很难操作,kidney-sparing手术是提倡的。泌尿外科内镜第23届世界大会一致同意nephron-preserving手术适用于肾癌≤4厘米直径。NSS包括部分切除(腹腔镜或腹腔镜检查),肿瘤排斥,射频消融术,冷冻消融动脉供血,激光消融,和超声波能量积累。微创治疗的目的是尽可能保留正常肾组织,减少并发症。

肾癌的发病率仍然是世界上每年增加3%。因为没有早期诊断和预警方法,大约一半的新诊断的患者出现局部晚期肾癌或转移性肾癌,而转移性肾癌只需要平均10个月的一生。传统的放疗和化疗不敏感的肾癌导致的缺乏意味着防止肾脏癌症的复发和转移;它还阻碍了实现的目标是提高生活质量,先进的肾癌和延长生存期的晚期肾癌。索拉非尼,有针对性的药物治疗先进的肾细胞癌,第一次被美国FDA批准的2005年,其次是舒尼替axitinib, pazopanib, temsirolimus, everolimus和苯扎氯铵。Varizumab已经批准用于市场,打开一个治疗晚期肾癌的新篇章。肾癌的治疗目标的关键在于如何调整药物剂量的药物,同时发现,减少,和处理造成的副作用有针对性的药物治疗,特别是在治疗的第一个月,是非常重要的。肾癌有多种免疫相关性,多个免疫疗法对肾癌的临床疗效已得到广泛应用。免疫靶向治疗肾癌免疫治疗的介绍,结合免疫靶向治疗和免疫治疗结合免疫检查站阻止,肾癌疫苗、细胞因子、过继细胞。- 2治疗肾癌CAIX已成为筛查指标,它开辟了一个新的方向选择性的肾癌免疫治疗。 At the same time, in the in-depth study of the interaction of renal cancer immunotherapy, CTLA-4, and immune checkpoint antibody PD-1, new immunotherapeutic factors have brought new hope to clinical immunotherapy of renal cancer. However, the judgment of the efficacy of combined immunotherapy for kidney cancer may be due to the different responses of patients to immunotherapy and individual differences. More evidence-based medicine research is needed. With further research on the molecular level of cancer cells, the development of new vaccines for dendritic cells and tumor antigen preparations will open up new ways for the treatment of patients with advanced renal cancer. In short, it emphasizes regular physical examination, early diagnosis, and early surgical treatment of susceptible people. The diagnosis and treatment of kidney cancer with integrated traditional Chinese and Western medicine are advocated, so Chinese medicine can also play a certain clinical role. The survival rate and quality of life of kidney cancer patients in China will definitely improve.

个性化的癌症治疗是癌症治疗的趋势13]。是非常重要的预测单个复发的可能性根据指导治疗的患者的预后因素和个性化的监控。基因组不稳定性是一种常见的特征大多数的癌症和影响癌症患者的预后14]。然而,基因组不稳定性的定量测定已被许多研究者所面临的一个问题。与此同时,有证据表明,异常转录和表观遗传变化是导致基因组不稳定的重要因素。

最近,越来越多的注意力已经支付给lncRNAs作为癌症生物标记物的作用[15]。识别lncRNAs相关基因组不稳定和系统地探索其临床意义RC仍在幼年时期。虽然lncRNA缺乏编码蛋白的功能,但其重要的转录调控作用是众所周知的,然后调节一系列生物过程如剂量补偿、基因组印记、维持基因组完整性、细胞周期控制、发展、分化(16]。

lncRNAs一类非编码RNA分子与成绩单200元和100 kb的长度之间的关系。他们中的大多数是由RNA聚合酶II转录。它们的亚细胞位置存在差异,分布在细胞核,细胞质和细胞器。在大多数情况下,lncRNAs长,有一个mRNA-like结构,一些有保利(a)的尾巴,和一些没有聚(a)的尾巴,在分化过程中动态表达式和不同的拼接方法。相比之下的编码基因,lncRNA的表达水平低。lncRNA不同组织的表达水平是不一样的,这不仅是组织;与此同时,lncRNA还具有时空特异性;即lncRNA的表达水平在同一组织或器官在不同生长阶段也可以改变。lncRNAs不仅对肿瘤的发病机制产生重要影响,还对心血管产生影响很大,自身免疫、感染和神经系统疾病。本研究证实lncRNAs有以下功能:①招聘染色质重塑复合物特定基因组的网站,使其催化地活跃。 ② Transcription of the transcription factor in the upstream promoter area of the protein-encoding gene, involved in the expression of neighboring protein-encoding genes. ③ Inhibiting RNA polymerase II, forming complementary double strands with the transcript of the gene encoding protein, being involved in the shearing of mRNA, and then generating various forms of shearing or generating endogenous sRNA under the action of Dicer enzyme to control gene expression level. ④ Binding to a specific protein regulating the activity of the corresponding protein or changing the cytoplasmic localization of the protein. ⑤ Transcription as the precursor of small molecule RNA, such as miRNAs and piRNA. Abnormal expression of lncRNA can promote the occurrence of many diseases including tumors.

的成熟和应用高通量检测技术和生物信息学的快速发展,lncRNAs的表达调节功能已发现一个接一个,这不仅丰富了基因组的复杂性,也使我们意识到一些异常的lncRNA肾癌。表达式的情况使我们的研究之间的联系lncRNA和肾癌更深入。然而,lncRNA在肾细胞癌的生物学的理解仍然是缓慢的,和它的功能和机制仍不清楚。此外,很少有lncRNAs与肾细胞癌密切相关。未来的机制影响肾细胞癌的发生和发展,应当进一步探索。现有研究发现的异常表达的机制lncRNA在肾细胞癌和异常表达的影响机制lncRNA发生,发展,转移和入侵肾细胞癌,奠定了基础为我们的下一个治疗肾细胞癌。我们相信,随着研究的深入,lncRNAs研究将打开一个新的篇章在肾肿瘤的分子靶向治疗和药物开发。lncRNAs可以参与控制基因表达在转录水平,posttranscription,表观遗传学,从而影响经济增长,发展,衰老,死亡,和其他身体的生命过程。最近研究发现,lncRNAs函数类似于癌基因和肿瘤抑制基因和与扩散密切相关,侵略,肾癌细胞的转移和预后。本文讨论的研究进展lncRNA肾癌和提供了一个新的方向寻找分子标记和药物靶标为肾癌。

有几个限制在当前的研究。首先,GlncScore的基础上计算框架;需要进一步的实验研究,了解其监管机制。第二,GlncScore应该外部验证,以确保模型的实用性和可重复性。第三,不同的治疗方法对模型的预测精度不是评估;未来的研究应该进行亚组分析根据患者接受治疗。

5。结论

本研究确定了lncRNA特性源于基因组不稳定性成为一个独立的预后标记为肾癌的风险子组患者。通过进一步的前瞻性验证,GlncScore可能具有重要意义肾癌患者的基因组不稳定性和定制的决策(17- - - - - -20.]。

数据可用性

仿真实验数据用于支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

本文是由Qihang青年爬湖南省肿瘤医院科研基金项目(2020年授予nos。qh003 QH201907),江西省青年自然科学基金(项目号20202 babl216013),湖南省卫生委员会科研项目(项目号202204053845)。

补充材料

补充表1:45 lncRNAs顾在表达有显著差异。补充表2:培训和测试组的基线特征。(补充材料)