文摘
背景。泛素接合酶e2 (UBE2S) ubiquitin-conjugating酶家族的一员,是扮演着一个关键的角色在肿瘤发生和发展在某些肿瘤类型。然而,是否UBE2S immune-oncology上下文的肿瘤发生中发挥着不可替代的重要作用,预后,发病机理,免疫调节,通过某些常见的分子机制和治疗反应还有待定义。目前pan-cancer研究旨在解读UBE2S的景观在病理,免疫和治疗方面在各种癌症。方法。数据用于UBE2S分析得到,TCGA数据库。pan-cancer分析主要集中在表达模式,预后价值,突变风景,生物学途径,肿瘤微环境改造,和治疗抵抗UBE2S使用多个数据库包括cBioPortal癌症细胞系百科全书(CCLE)数据库,肿瘤免疫评估资源(时间),(GEPIA)和基因表达分析交互式分析。外部实验进行了验证与肿瘤表型描绘UBE2S协会通过化验的扩散,集落形成和迁移。数据处理、统计分析和策划进行使用R软件和GraphPad棱镜软件。结果。UBE2S异常表达在几乎所有的人类癌症,和高架UBE2S表达是不适宜地与临床病理阶段和预后有关。DNA甲基化和RNA修改UBE2S表达水平有显著相关性。富集分析的结果显示UBE2S积极监管MYC, G2M细胞周期、DNA修复途径和负调控脂肪形成,脂肪酸代谢和血红素代谢。此外,UBE2S表现出显著正相关与myeloid-derived抑制细胞MDSC和Th2子集在几乎所有肿瘤进行了分析。通过coexpressed UBE2S会带来免疫逃避immunoinhibitors和T细胞的疲劳。值得注意的是,更高的UBE2S表达式表示一个更高层次的具备干细胞,三甲,MSI, MMR不足和DNA甲基转移酶,以及在各种癌症化疗抵抗。值得注意的是,在体外功能验证表明,UBE2S击倒减毒扩散的表型,clonogenicity,在肝癌细胞迁移。结论。我们的研究提供了有意义的线索支持UBE2S immune-oncogenic分子和阐明潜在的应用UBE2S癌症检测、预后预测,评估和治疗反应。
1。介绍
ubiquitin-proteasome系统,由E1 ubiquitin-activating酶E2 ubiquitin-conjugating酶(E2),和E3泛素连接酶,控制真核细胞生物过程的关键方面通过转录后的蛋白质改性机制(1]。泛素接合酶E2 (UBE2S)的k11 linkage-specific E2对应一个24 kDa肽(2),据报道,产生异常高表达和糟糕的结果等多种人类癌症的结直肠癌(CRC),神经胶质瘤,肝细胞癌(HCC) (2- - - - - -4]。累积的证据证明UBE2S在有丝分裂和减数分裂中起着至关重要的作用取决于与anaphase-promoting复杂的交互/ cyclosome (APC / C) 26 s proteasome-mediated蛋白质降解[5- - - - - -7]。此外,UBE2S显示调节DNA损害转录沉默通过K11-linkage修改染色质受损,抑制差别和UBE2S对这些nonhomologous加入——(NHEJ)介导的双链断裂(双边带)修复,有助于改善化疗敏感性[8,9]。此外,UBE2S超表达促进肿瘤细胞增殖,迁移和入侵目标退化p53和冯Hippel-Lindau肿瘤抑制(10,11],UBE2S减毒突变失活的恶性表型(12]。因此,UBE2S通常被标识为一个致癌基因,针对UBE2S可能是一个潜在的治疗策略。然而,几乎没有知识的致病作用UBE2S immune-oncology上下文的肿瘤微环境(时差),突变负担,在不同的肿瘤预后和治疗反应。
在这项研究中,我们打算进行视觉分析通过使用各种生物信息学算法系统pan-cancer层面的表达模式识别UBE2S并确定UBE2S在癌症的预后价值。此外,我们试图描绘的关键信号通路对癌症发展和进展和破译UBE2S表达之间的相关性和免疫渗透,免疫逃避,基因组不稳定标记,和治疗反应,希望研究结果能提供新颖的见解的基本immune-oncology属性UBE2S癌症领域的检测、预后和治疗反应预测。
2。材料和方法
2.1。数据采集和处理
癌症基因组图谱(TCGA)数据库是一个具有里程碑意义的分子描述癌症基因组项目超过20000个主要癌症和匹配的正常样本生成33类型(13]。在目前的研究中,基因表达的分析数据矩阵,临床信息,肿瘤突变负担(三甲)和微卫星不稳定性(MSI)来自TCGA数据库(http://cancergenome.nih.gov)。此外,cBiopPortal数据库(http://www.cbioportal.org)是用来确定突变的风景UBE2S在不同癌症(14]。记录每百万(TPM)中采用量化UBE2S表达式作为输入格式。
2.2。分析基因表达和病理阶段
微分UBE2S肿瘤组织之间的表达式,para-cancerous组织和正常组织使用高质量的RNA序列建模数据集TCGA的33个癌症数据库(http://cancergenome.nih.gov)和“盒阴谋”与“配对点阴谋”是用于可视化的区别。UBE2S不同病理阶段的微分表达式是可视化与小提琴情节基于模块的“阴谋”阶段的基因表达分析互动分析,版本2 (GEPIA2,http://gepia2.cancer-pku.cn/分析)。
2.3。的生存预后UBE2S
总生存期(OS)和特定疾病的预后参数生存(DSS)进行了分析描述UBE2S预后风景,与R包“生存”和“survminer”Cox回归分析。用kaplan - meier UBE2S的曲线和生存地图的“生存分析”模块GEPIA2进一步分析和验证UBE2S的预后价值,与操作系统和DSS审查端点。UBE2S表达式中值的截断值被选中歧视低收入和高表达组。
2.4。突变景观、DNA甲基化和RNA UBE2S的修改
如上所述,UBE2S的基因组突变的景观,包括突变类型,拷贝数改变(CNA)和变更频率,生成的“癌症类型总结”模块cBioPortal数据库,和相应的突变的UBE2S蛋白质是探索通过“突变”模块14]。此外,DNA甲基化和RNA的基本规定修改UBE2S表达式也在目前的调查研究。
2.5。相关基因富集分析
基于牵连的原则,我们探索的coexpression UBE2S TCGA提取与其他相关基因转录组矩阵使用皮尔逊相关性。按等级排序UBE2S之间的关联指数和相关的基因,这些基因的基因列表选择富集分析预测UBE2S表达对生物过程的影响。R包“GSVA”被用于基因变异分析(GSVA),和“clusterprofiler”是用于基因集富集分析(GSEA)。
2.6。分析免疫渗透和免疫基因检查站
介绍了免疫得分和基质得分确定大量的免疫细胞和基质细胞通过R包”估计,“更高的分数提到一个更高的比例相应组件的时间(15]。估计分数代表综合得分的免疫和基质细胞和肿瘤纯度呈负相关。Coexpression分析免疫细胞亚型和执行UBE2S“CIBERSORT”方案渗透分数量化,和四个算法(史诗,MCPCOUNTER QUANTISEQ,计时器)被应用于计算免疫渗透(16]。我们进一步划定的潜在监管UBE2S myeloid-derived抑制细胞(MDSCs), Th1子集,Th2子集TIMER2.0数据库的使用“Immune-Gene”模块。
进一步确定免疫逃避的潜在机制,与免疫调节和免疫检查点UBE2S基因的相关性计算和提出的热图通过包“reshape2,”和“limma, RColorBrewer。“免疫分析与检查点相关基因包括小鼠、VEGFB TGFB1, VEGFA, IDO1, LAG3, PDCD1 (PD1) CD274, IL12A,紧张,IL10, HMGB1, CD80,这个理事会,摘要意思,和TNFRSF。CTLA4, T细胞exhaustion-related标记,包括PDCD1 LAG3, TIGIT, CXCL13和HAVCR2基因破译。基因表达数据规范化与log2转换。
2.7。分析基因组改变以及治疗的反应
随后,基因组不稳定的标志同源重组缺乏(HRD)、三甲,MSI和突变错配修复(MMR,包括5个明确的成员一种MSH2, MSH6, PMS2,和EPCAM)进行评估。此外,DNA甲基化甲基转移酶(DNMT),包括DNMT1 DNMT2, DNMT3A,种能阻碍DNMT3B和被认为是管理的一个基本作用在肿瘤发生和疾病进展。因此,我们的景观进行了探讨DNA甲基转移酶。TCGA所有数据都来自数据库,并基于皮尔森的方法给出的结果。
介绍了半最大抑制浓度(IC50)来描述之间的关系CCNA2癌症细胞系表达和特定的治疗反应。海拔IC50表示,高表达UBE2S可能带来的多药耐药性。从获得的数据集是癌症细胞系百科全书数据库(CCLE,https://sites.broadinstitute.org/ccle)。
2.8。细胞培养和转染
HepG2细胞线,Hep3B细胞系,贝尔- 7404细胞系,和smmc - 7721细胞系得到国家重点实验室医学免疫学与免疫学研究所、海军医科大学。mhcc - 97 h细胞系和qgy - 7703细胞系来源于东部海军医科大学医院肝胆的手术。在DMEM培养基培养细胞系都补充了10%胎牛血清,1%青霉素,链霉素5%股份有限公司2在37°C。细胞转染核使用Lipofectamine 2000(英杰公司)根据制造商的指示。细胞是暂时性的转染48 h的信使rna和蛋白质的评估。序列siRNAs如下:siCtrl UUCUCCGAACGUGUCACGUTT,反义ACGUGACACGUUCGGAGAATT;siUBE2S-1 UCAUCCGCCUGGUGUACAATT,反义UUGUACACCAGGCGGAUGATT;,反义AUGGUCAGCAGUACGUGUCTT siUBE2S-2 GACACGUACUGCUGACCAUTT感。
2.9。定量实时聚合酶链反应
总RNA的互补脱氧核糖核酸合成,使用PrimeScript RT试剂盒(豆类,RR036A)根据制造商的指示。执行中存在与SYBR预混料ExTaq(豆类,RR420A)。的表达β肌动蛋白表达作为参考控制。引物如下:UBE2S转发:5 - - - - - -ACAAGGAGGTGACGACACTGA-3和反向:5 - - - - - -CCACGTTCGGGTGGAAGAT-3 ;β肌动蛋白,向前:5 - - - - - -TGGCACCCAG-CACAATGAA-30和反向:5 - - - - - -CTAAGTCATAGTCCGCCTAGAAGCA-3 。
2.10。西方墨点法
蛋白质提取肝细胞被量化BCA蛋白质化验设备(热费希尔科学、美国)。蛋白质样本分离通过sds - page,转移到PVDF膜和孵化的主要特殊抗体UBE2S (1: 1000 # ab177508 Abcam)β肌动蛋白(# SD0034 1: 5000年,上海SIMUWU技术)。被TBST洗后,膜与相应的二次抗体孵化。发射极耦合逻辑检测试剂(Vazyme中国)被用来可视化蛋白质乐队。
2.11。细胞增殖检测
mhcc - 97 h细胞有或没有UBE2S沉默被播种到96 -孔板(100μl细胞悬浊液)。手机号码被CCK-8评估每24小时化验根据制造商的指示。
2.12。集落形成
治疗后核,mhcc - 97 h细胞收集和播种6-well板的密度 每口井,然后孵化在37°C 5天。殖民地与甲醇固定,结晶紫沾0.1%,统计。
2.13。细胞迁移实验
细胞迁移进行了分析与聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜过滤器24-well板块分离室上下文化。mhcc - 97 h细胞( )被添加到上层钱伯斯在无血清DMEM培养基,钱伯斯和10%的边后卫是添加到低。24小时后,钱伯斯被固定为15分钟,沾0.1%甲醇结晶紫为20分钟和成像。
2.14。统计分析
4.1.3 R软件(版本)是用于数据处理,统计分析和策划。两组之间的差异,分析了多个组使用默认Wilcoxon的测试和单向方差分析(方差分析),分别。不同的操作系统和无病生存期(DFS)之间的高收入和低表达组kaplan meier计算分析和生存率较。风险比率(小时)由单变量和多个Cox回归分析。相关临床病理的分析阶段,免疫检查点表达,免疫渗透丰富,基因突变与UBE2S使用皮尔逊相关执行测试。所有的独立实验至少重复三次。数据表示为 。所有的数据进行了分析使用图棱镜(版本8.0,GraphPad软件,拉霍亚,CA,美国)和评估使用 - - - - - -测试两组之间和单向方差分析测试三个或更多组。结果被认为与双边明显不同 。
3所示。结果与讨论
3.1。结果
3.1.1。海拔UBE2S表达式出现在人类癌症
明确识别UBE2S微分表达式在人类癌症,高质量的RNA从癌症基因组图谱测序数据(TCGA)被用于这项研究。nonpaired样本群,UBE2S在肿瘤样本的表达丰度明显高于相应的正常样本(图1(一)),包括膀胱移行细胞癌(BLCA),胆管癌(胆固醇),结肠腺癌(COAD),食管癌(光电子能谱)、头颈部鳞状细胞癌(HNSC),肾肾透明细胞癌(KIRC),肝脏肝细胞癌(LIHC),肺腺癌(LUAD),肺鳞状细胞癌(LUSC),前列腺腺癌(马),直肠腺癌(读),胃腺癌(STAD),子宫语料库子宫内膜癌(UCEC) ( ),肾脏肾乳头状细胞癌(KIRP) ( ),和肾脏chromophobe (KICH)以及甲状腺癌(THCA) ( )。值得注意的是,虽然没有控制组织在剩下的肿瘤类型包括肾上腺皮质癌(ACC),乳腺浸润性癌(BRCA)和多形性胶质母细胞瘤(GBM),表达丰度升高UBE2S仍然可以观察到。在配对样本人群中,可以看到类似的模式增加UBE2S表达在大多数肿瘤组织与para-cancerous组织相比,包括BLCA UCEC, HNSC, KIRP, COAD, LUSC,阅读,KIRC, LIHC, BRCA, KICH, LUAD,胆固醇,光电子能谱,STAD(图1 (b))。除了上面的描绘中,我们分析了相关性UBE2S表达谱和病理阶段在33 TCGA的癌症。结果表明UBE2S超表达明显与先进的病理阶段KIRP, KIRC, ACC, LIHC, KICH, BRCA HNSC, LUAD(所有 )(图1 (c))。鉴于high-pathological高UBE2S表达阶段,我们推测UBE2S可能参与促进肿瘤进展和转移这些癌症。
(一)
(b)
(c)
3.1.2。预后UBE2S过度表示不满意
随后,我们专注于pan-cancer UBE2S表达谱对生存的影响的分析使用Cox回归分析。如图2(一个)、高水平的UBE2S表达与预后差相关的操作系统在LIHC, ACC, KIRP, LUAD, KICH,马,THCA, KIRC, GBMLGG(神经胶质瘤)KIPAN (Pan-kidney队列,KICH + KIRC + KIRP),大脑神经胶质瘤低年级(LGG),间皮瘤(内消旋),葡萄膜黑色素瘤(UVM),皮肤皮肤黑色素瘤(SKCM),肉瘤(不仅)。nontumor-related死亡的同时,去除偏差因素,DSS应用作为审查的端点和多个UBE2S表达表现出较高的癌症(图更糟的结果2 (b))。此外,情节的几个癌症被划定为生存捕捉和验证kaplan meier UBE2S法的影响模式。结果表明,UBE2S表达显著升高导致更糟糕的操作系统在ACC, KIRP, LUAD, SKCM, UVM, KIRC LGG LIHC,内消旋(所有 )(图2 (c))。此外,类似的预测模式也得到了DFS聘为审查端点时,包括ACC, KIRC, LGG,马,BLCA KIRP, LIHC(所有 )(图2 (d))。综上所述,UBE2S表达式是负相关,生存在不同的人类癌症。
(一)总体存活率
(b)疾病特定的生存
(c)总体生存率
(d)无病生存
3.2。突变景观UBE2S的癌症
TCGA UBE2S多个肿瘤的基因变更资料数据集被破译(数字3(一个)和3 (b))。UBE2S存在遗传变异频率很高(> 10%)在宫颈癌,非小细胞肺癌,esophagogastric癌和膀胱癌。值得注意的是,大多数的癌症的唯一遗传改变放大举行,分析和拷贝数删除占最高的职业(> 50%)头部和颈部癌症(图3(一个))。此外,基因改造类型的放大,增益和浅删除被广泛观察到mRNA水平UBE2S(图3 (b))。此外,共有16个变体网站,涉及15个错义突变和1拼接突变,和11个突变被发现在UBCC域(图3 (c))。UCEC提出了一个相对较高的突变频率(1.7%)。
(一)
(b)
(c)
3.3。相关UBE2S表达RNA与DNA甲基化和修改
探索UBE2S表达式是否受到监管,DNA甲基化和RNA修改,我们首先确定UBE2S表达模式通过不同的探测器在不同DNA甲基化位点。我们的研究结果表明,DNA甲基化可能产生负面调制UBE2S表达在多种癌症(图4(一))。例如,显著降低UBE2S表达式是由DNA甲基化模式的不同位点TGCT通过探针cg26692860 cg24973886 cg23437684, cg23373897。此外,UBE2S之间一致的趋势和RNA修改相关基因(包括m1A、m5C和m6A)也被观察到在大多数肿瘤(图分析4 (b)),这表明UBE2S表达式可能调制在普遍水平的RNA转录后的修改。
(一)
(b)
3.4。识别的关键信号通路UBE2S
能获得更多的见解UBE2S生物功能的癌症,我们进行GSVA和GSEA分析来识别潜在机制和相关的通路富集得分的计算规范肿瘤相关通路在pan-caner级别(数字5(一个)和5 (b))。结果表明,UBES2可以刺激致癌途径,包括MYC MTORC1信号,G2 / M检查点,E2F信号和DNA修复途径,这表明UBE2S发挥了重要的作用在人类癌症的肿瘤发生和进展(图5(一个))。相比之下,UBE2S负调控脂肪形成,胆汁酸代谢、脂肪酸代谢、和血红素代谢(图5(一个)),但积极调控氧化磷酸化(图5 (b)),这表明UBE2S可能参与肿瘤相关代谢途径。我们的研究结果还表明,UBE2S参与几乎所有的上市规范标志TGCT THYM,暗示在肿瘤发生UBE2S(图的重要性5(一个))。总的来说,这些数据表明,UBE2S可能参与肿瘤的发生和发展通过影响细胞周期和新陈代谢,为针对UBE2S肿瘤治疗方面显示了很大的潜力。
(一)
(b)
3.5。负调节UBE2S免疫微环境
免疫得分和基质评分被用来识别肿瘤免疫渗透和UBE2S表达谱之间的关系在33癌症类型。如图6(一),UBE2S表达式在ACC免疫得分呈负相关,LUAD,和STAD KIRC与免疫得分呈正相关,LGG,和THYM,表明更高UBE2S表达水平与较低的免疫细胞渗透速率在时间。此外,UBE2S表达水平与基质的分数负相关在大多数癌症包括ACC, LIHC, LUAD, COAD和积极与基质分数在KIRC(图6 (b))。此外,类似的负面UBE2S表达式和估计分数之间的关系也观察到在大多数癌症类型(图6 (c))。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
进一步调查UBE2S景观在时间、浸润免疫反应性的细胞定量分析不同的癌症进行了使用算法的史诗,MCPCOUNTER, QUANTISEQ,计时器,伊势亚和潮流。结果显示一个重大负面THYM巨噬细胞浸润和UBE2S表达之间的关系,“绿带运动”和LUSC(数字6 (d)- - - - - -6 (g))。巨噬细胞基于QUANTISEQ算法的亚组分析显示,高架UBE2S表达积极调节渗透BLCA M1子群的COAD,阅读,和HNSC消极监管THYM M2子群的渗透,BRCA, LUAD(图6 (e))。此外,重大的负面监管影响B细胞招聘也观察到在THYM SKCM,转移性SKCM, LUAD。有趣的是,UBE2S似乎发挥积极监管影响CD8 + T细胞的渗透,特别是THYM(数字6 (d)- - - - - -6 (g))。值得注意的是,增加UBE2S丰度降低的免疫细胞招聘水平THYM和增强的免疫细胞浸润水平LIHC(数字6 (d)- - - - - -6 (g))。
此外,我们破译渗透的变化myeloid-derived抑制细胞(MDSC)和CD4 + T细胞通过潮流和伊势亚算法。UBE2S展出的热图描述统计与MDSC正相关,Th2子集在几乎所有肿瘤(图分析6 (h))。有趣的是,UBE2S表达式也积极渗透相关丰富的Th1子集。总的来说,UBE2S绝对是负责免疫和基质细胞渗透在大多数人类癌症和immunooncological互动中发挥了突出的作用。
3.6。UBE2S与肿瘤免疫逃避通过Coexpression Immunoinhibitors和T细胞的疲劳
如上所述,UBE2S免疫渗透在各种癌症中起着重要作用。为了进一步发现免疫调控的深入的景观,我们调查了UBE2S表达和免疫基因之间的关系包括免疫调节和免疫基因检查站(数字7(一)和7 (b))。USBE2S施加积极的监管影响趋化因子,免疫受体,MHC, immunoinhibitors, immunostimulators UVM, GBMLGG, LGG, LIHC, KIRP, OV,与负监管效应在光电子能谱,LUSC, BRCA(图7(一))。MICB,除此之外,ULBP1、小鼠和PVR是调节明显在几乎所有的肿瘤,分析表明UBE2S可以使多种人类肿瘤进展和逃避免疫监视通过不同的immune-oncology机制(图7(一))。我们汇集分析免疫基因显示UBE2S检查站可以积极发挥监管作用几immunoinhibitors免疫逃避,包括小鼠、IDO1, LAG3, PDCD1, CD274, CTLA4, TIGIT LIHC, OV, TGCT KIRP, BLCA,显示一个消极的关系最immunoinhibitors THYM(图7 (b))。值得注意的是,大量的T cell-depleted标记(PDCD1, CTLA4、LAG3 TIGIT)增加UBE2S表达式。总之,UBE2S可能起到关键作用通过调节免疫调节基因在免疫逃避以及T cell-exhaustion标记基因,这表明针对UBE2S可以提高癌症免疫疗法的疗效。
(一)
(b)
3.7。UBE2S具备干细胞显示更高层次的过度表达,三甲,MSI, HRD, MMR不足和DNA甲基转移酶,以及治疗抵抗
具备干细胞采集或细胞癌特征的转换和维护已经证明提高能力的异质性,肿瘤起始,扩散、转移、耐药,并通过各种内在和外在因素(时间形成17]。因此,我们试图描绘UBE2S表达之间的相关性和具备干细胞具备干细胞基于三个指标:具备干细胞差异甲基化probe-based分数(纯数字),具备干细胞methylation-based分数(DNA), DNA和RNA具备干细胞表达式的分数(RNA)。我们的研究结果表明,UBE2S表达显著正相关和纯LGG dna, TGCT和GBMLGG ( , )在THYM和负相关( , )(数据8(一个)和8 (b))。此外,一个积极的相关性观察UBE2S之间表达和rna在阅读,LUAD, UCEC, DLBC, BRCA TGCT, THYM ( , )(图8 (c))。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(我)
越来越多的证据牵连到三甲是一个有前途的生物标志物的肿瘤特异性免疫疗法,特别是免疫检查点封锁[18- - - - - -20.]。在我们分析了雷达图表,三甲的程度呈显著正相关与UBE2S BLCA表达式,BRCA, KICH, LIHC, LUAD, COAD、阅读、和STAD和与之相关的负面THYM(图8 (d))。
除了三甲分析上面所提到的,我们还分析了基因组不稳定标记参与HRD, MSI和突变MMR (21),发现UBE2S呈正相关,MSI BLCA, BRCA, COAD, HNSC, KICH, KIRC, LIHC, UCEC和负相关与MSI THYM和阅读(图8 (e))。之间的一个一致的积极趋势观察UBE2S LIHC HRD, BLCA, LUAD, KIRC,不仅,KICH, ACC, BRCA, KIRP。值得注意的是,在各种癌症没有观察到显著的负相关(图8 (f))。
五MMR基因的变化趋势见图8 (g),表明UBE2S呈正相关,在15种癌症类型,MSH2 18个癌症类型,MSH6 21癌症类型,PMS2 4癌症类型,EPCAM 10癌症类型。相反,负相关的CCNA2 EPCAM和观察PMS2 THYM和阅读。DNA甲基化被认为是参与基因表达的调控,不同的生物过程如表观遗传修饰,甚至肿瘤反应免疫疗法(22,23]。我们分析了四甲基转移酶(DNMT1 ~ 4)。结果在图8 (h)显示之间存在显著的正相关关系UBE2S表达和四甲基转移酶在5癌症(KICH, LGG, LIHC、STAD BLCA)。相比之下,只有3癌症(PCPG,塞斯克和胆固醇)没有与任何四甲基转移酶。综上所述,UBE2S表达可能在各种癌症的时间形成中扮演着重要的角色。
随后,我们分析了相关性UBE2S表达式基于CCLE数据库和化学药物的敏感性。结果表明,升高UBE2S表达式可以上升到一个更高的IC50化学药物(图8(我))。换句话说,高架UBE2S表达式可以赋予人类肿瘤的多药耐药性,如拉帕替尼(针对表皮生长因子受体),TAE684(针对alaska airlines), l - 685458(针对GS),埃罗替尼(针对表皮生长因子受体(图)8(我))。
3.8。UBE2S促进肝癌细胞增殖和迁移
进一步描绘的风景UBE2S在肿瘤增殖和进展,我们进行了实验验证。首先,蛋白表达水平的UBE2S测定六人肝癌细胞株。结果证实,UBE2S蛋白在肝癌细胞中广泛表达,和mhcc - 97 h细胞表现出最高的表达式(图9(一个))。因此,mhcc - 97 h细胞被选为后续实验。UBE2S在mhcc撞倒siRNA - 97 h细胞,和满意的击倒UBE2S效率被西方墨点法和存在(数据检测9 (b)和9 (c))。CCK-8结果表明UBE2S沉默抑制肝癌细胞增殖(图9 (d))。另外,集落形成试验提出了UBE2S击倒减毒的能力clonogenicity mhcc - 97 h的细胞(图9 (e))。同样的,压抑的迁移表型观察mhcc - 97 h细胞通过transwell化验(图9 (f))。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
4所示。讨论
UBE2S可以催化降解通过蛋白质的泛素转移到基板E3-dependent或E3-independent机制(24]。先前的工作已经表明不同UBE2S海拔在多种人类癌症存在,和异常UBE2S表达负责致癌性,细胞周期中断,耐药性,衰减的缺血再灌注损伤(IRI) (9,25- - - - - -27]。尽管研究已经提供了一些见解UBE2S的致癌基因的生物学功能,没有全面的描述关于是否和如何UBE2S决定肿瘤形成,发展,在各种癌症和转移,因此,系统pan-cancer分析才能阐明的角色UBE2S immune-oncology上下文的时差,突变负担,预后和治疗反应。使用TCGA的高质量的RNA序列数据,我们证明了UBE2S immune-oncology设置中发挥了突出的作用,可能是预后的预测生物标志物,免疫渗透,和治疗反应。
在这个pan-cancer研究中,我们首先划定的mRNA表达谱UBE2S及其与肿瘤病理的相关性。与正常或para-carcinoma组织相比,UBE2S表达式被发现明显更高的癌症,在一系列表明UBE2S可能在这些癌症发挥致癌作用。此外,UBE2S的激进的特点是支持的相关性的调节表现UBE2S KIRP和一个先进的临床阶段,KIRC, ACC, LIHC, KICH, BRCA HNSC, LUAD。关于预后范例,UBE2S的高表达与更糟糕的操作系统,PFS, DSS, DFS在多种癌症。生存景观也验证了采用GEPIA2数据库,和结果表示,UBE2S超表达与不满意有关操作系统和DFS LIHC, ACC, KIRC, LGG。上述结果的致癌和预后范例UBE2S符合前面的实验研究,证实UBE2S扮演了一个重要的致癌作用独立于算法和数据库(2,27,28]。
先前的工作已经证明高架UBE2S表达促进了扩散,入侵,转移和细胞周期G1 / S相变与TRIM28交互在肝细胞癌(4],减少UBE2S表达恢复通过抑制药物敏感性GBM NHEJ-mediated双边带修复(9]。除了报道涉及DNA修复途径,G2 / M检查点,PTEN / AKT, MYC,我们浓缩分析还发现了潜在的生物作用UBE2S E2F信号并通过GSVA MTORC1信号和GSEA算法。有趣的是要注意,UBE2S也起到了重要的作用在调节脂肪形成,胆汁酸代谢、脂肪酸代谢、和血红素代谢和氧化磷酸化的结果,这意味着UBE2S通过肿瘤相关代谢途径可能会诱发恶性表型。额外的实验研究需要破译的详细的致癌机制UBE2S等检测信号通路在癌症。
时间,由细胞的子集包括肿瘤细胞和免疫细胞,癌症被认为与急剧恶化表示和免疫治疗的反应。然而,没有得出令人信服的结论是否以及如何UBE2S促进时间改造有利于抗肿瘤恶性表型和免疫治疗(29日]。我们的研究结果表明,UBE2S与免疫得分和基质得分负相关,表明更高UBE2S表达水平较低的肿瘤浸润免疫和基质细胞可能是一个高级阶段和不满意预后的一项指标。从今以后,我们进一步特征主要细胞成分的改变,发现UBE2S有一个广泛而复杂的监管与肿瘤细胞周围的关系。有趣的是,尽管负监管趋势描述在大多数癌症,我们观察到阳性巨噬细胞M1和CD8 + T细胞功能的调节抗肿瘤作用以及消极的CD4 + T细胞调节和MDSCs(包括M2巨噬细胞作为肿瘤促进角色特区和嗜中性粒细胞)在某些肿瘤。高架UBE2S表达之间的相关性,更糟糕的是肿瘤表型表明UBE2S可能帮助肿瘤细胞逃避免疫间隙通过免疫细胞与肿瘤细胞的相互作用。因此,UBE2S可能负责时间重塑和功能在不同的肿瘤是一把双刃剑。从力学上看,我们的工作证明了一个重要的协会UBE25一系列的免疫调节分子,特别是免疫分子检查站,在大多数癌症进行了分析。我们的结果突出immunoinhibitors免疫检查点的upregulation分子包括小鼠、IDO1, LAG3, PDCD1, CD274, CTLA4, TIGIT LIHC, OV, TGCT KIRP, BLCA。此外,细胞exhaustion-related基因的表达,包括PDCD1 CTLA4, LAG3, TIGIT,是调节在一些肿瘤,表明UBE2S强烈参与肿瘤逃避通过不同的机制。综上所述,UBE2S可能发挥了重要作用在时间和赋予肿瘤免疫逃逸,尽管还需要进一步研究来验证这些结论。
免疫疗法,特别是免疫抑制剂,检查站和靶向治疗改变了癌症治疗,已成为完善的照顾各种人类癌症,他们甚至使完整的和持久的反应可能即使在先进的癌症患者。然而,只有一个狭窄的范围内的癌细胞亚种群可能明显受益于这种治疗方法。因此,它是至关重要的发现额外的健壮的疗效预测指标和治疗目标潜在的治疗靶点。越来越多的研究解决具备干细胞癌变的重要性和DNA甲基化药物的敏感性和耐药性22,30.,31日]。除此之外,基因组不稳定标记,包括三甲,HRD,据报道,MSI和MMR不足,也对免疫治疗的反应资料[产生深远的影响18- - - - - -21]。我们目前的研究发现upregulation UBE2S大幅提升肿瘤具备干细胞在几乎所有分析癌症包括LGG TGCT,阅读,LUAD, UCEC DLBC, BRCA。同样,的趋势UBE2S coexpression三甲,HRD, MSI, MMR还描绘了我们的结果,表明UBE2S可能参与癌症发展过程覆盖信号,增殖和迁移。我们的分析基于实验证据进一步证实,UBE2S过度赋予重要抗多种人类肿瘤靶向药物。这一研究获得的结果表明,UBE2S可能作为一个集成的生物标志物的疗效和预后的预测,而不是传统的高成本和复杂的指标。
为了进一步证实结论的可靠性,我们进行了体外验证检测UBE2S和HCC表型之间的关系。按照上述分析,UBE2S击倒减毒扩散的表型,clonogenicity, mhcc - 97 h细胞迁移,表明明确的UBE2S在肿瘤发生和发展中的作用。
除了上述的重要发现,在我们的研究有几个限制。首先,大多数的分析基于现有数据库,进一步外部实验验证是必要的。此外,作为数据关于RNA-sequencing,临床分期和预后,丰富途径,和药物敏感性从各种数据库检索,分析偏差是不可避免的。
总之,很少有研究描述了immune-oncology UBE2S模式在人类癌症。我们所知,这是第一个pan-cancer协会研究报告异常UBE2S表达式与癌症晚期患者的临床病理特征和预后不良。此外,我们描述了突变的景观特性,DNA甲基化,和RNA修改UBE2S在基因和蛋白质水平。使用富集分析,我们也总结了潜在的病理生理功能和机制的癌症发展和进展,并公布了UBE2S的实质性的相关性与肿瘤浸润的免疫细胞,免疫检查点模块,和免疫治疗与响应相关的基因,表明UBE2S扮演了重要的角色在免疫逃避和免疫疗法可以作为预测的反应。所有这些发现可能提供新颖的见解的基本immune-oncology属性UBE2S领域的癌症研究。
5。结论
综上所述,UBE2S与各种癌症表型有关,包括肿瘤增殖、迁移,预后,免疫渗透和逃税,和治疗反应,支持UBE2S immune-oncogenic分子。
数据可用性
公开的数据集进行分析。所有相关数据可以在这里找到:TCGA环球数码创意门户(https://portal.gdc.cancer.gov/),cBioPortal (http://www.cbioportal.org/),GEPIA2 (http://gepia2.cancer-pku.cn),TIMER2.0 (http://timer.cistrome.org/),和癌症细胞系百科全书数据库(CCLE,https://sites.broadinstitute.org/ccle)。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
作者的贡献
海丽包和罗易造成同样的工作。
确认
这项工作是由美国国家科学基金会支持的中国(批准号8197053)和浙江省医药卫生科技项目健康委员会(批准号2019 rc055)。