文摘
KIF26B已经被确认为一种致癌基因在一些肿瘤;然而,它的效用作为各种癌症的预后指标尚未全面评估。在这里,我们首先检查KIF26B如何介入TCGA内33癌症数据库,包括潜在的免疫功能,以及它如何影响预后。基于开放数据库,TCGA、TIMER2 GEPIA2, GTEx, CPTAC, HPA,我们发现,与正常组织相比,KIF26B在22肿瘤组织。生存分析,KIF26B的表达之间的关系,观察各种癌症的预后。基因改变评估中,突变是最频繁的。相反,高磷酸化水平检测到了S977乳腺癌,KIRC LUAD, UCEC。我们还发现积极或消极KIF26B之间的相关性和内皮细胞的免疫渗透和癌症相关的纤维母细胞的渗透。这可能意味着患者可能受益于免疫疗法。最后,KEGG通路,浓缩分析实现识别KIF26B的分子机制。 This study illustrates the function of KIF26B from a pan-cancer perspective and offers a new horizon for cancer prognostic and immunotherapeutic investigations.
1。介绍
随着基因组学和蛋白质组学的迅速发展,越来越多的致癌基因和antioncogenes已经被发现了。肿瘤是由复杂的生成机制和单个基因可能会引发各种恶性增生。因此,迫在眉睫的是审查最相关的信息在几个癌症模型达到严格pan-cancer结论。
驱动蛋白家族的成员26 b (KIF26B)著名的功能间充质细胞的粘附和极化(1]。KIF26B已经被确认为一种致癌基因在乳腺癌、胃癌、结肠癌、肝细胞癌(2- - - - - -5]。此外,KIF26B的超表达这些癌症相对与较大的肿瘤大小,更高的风险转移,预后不良。
越来越多的证据表明,致癌作用和癌症进展密切相关的肿瘤免疫微环境(时间)6]。因此,预后和生存相关的生物标记时间似乎至关重要的直接免疫疗法单独或结合基本的抗肿瘤治疗8]。治疗目标时间结合化疗或放疗已应用于临床治疗;然而,它们的有效性和机制尚未完全研究[7]。
综合生物信息学分析显示,驱动蛋白家族的成员(麻醉品)可以作为生物标志物和治疗靶点在乳房9和结肠直肠癌4]。KIF26B也视为Wnt5a-Ror后目标的途径,以起到调节cytoskeleton-associated发展,例如,细胞迁移,极化和附着力10,11]。
尽管上面,还知之甚少KIF26B和癌症之间的联系,和相关的研究仅限于特定的类型,以及一个特定的机制。在这种背景下,通过各种癌症KIF26B pan-cancer调查似乎有必要的。为了这个目的,我们实现了多个生物信息学方法,评估基因表达,生存,基因改变,蛋白质磷酸化,内皮细胞免疫渗透,纤维母细胞浸润和通路富集。我们的研究结果显示,预后和免疫学KIF26B的价值。
2。材料和方法
2.1。KIF26B基因的表达
KIF26B在各种癌症的mRNA水平进行了分析通过TIMER2网站(版本2的肿瘤免疫评估资源;http://timer.cistrome.org/)。GEPIA2 web服务器(版本2的基因表达分析交互式分析;http://gepia2.cancer-pku.cn/分析)是用来分析KIF26B mRNA水平肿瘤没有相应的正常组织(TCGA-DLBC、TCGA-SKCM等)。设定范围如下:log2 FC (log2褶皱变化)≥1或≤−1和P值≤0.01。为此,比较是用从GTEx nontumor组织(Genotype-Tissue表达式)记录。此外,KIF26B和病理阶段的癌症之间的关系观察使用GEPIA2的“阴谋”阶段。
人类KIF26B健康的蛋白质表达谱和肿瘤组织比较通过开放数据库HPA (http://www.proteinatlas.org/)[12]。此外,免疫组织化学染色(包含IHC)的图像KIF26B蛋白质从HPA下载。
UALCAN是一个互动的、用户友好的和合成的在线平台,允许开源TCGA癌症数据的分析(13]。蛋白表达分析异形的确认/发现工具临床肿瘤蛋白质组学分析财团(CPTAC) [14]。作为它的一部分,磷蛋白质水平的KIF26B被CPTAC分析评估。
2.2。预后和生存
GEPIA2的“生存地图”组件是应用于检测操作系统(总体存活率)和DFS(无病生存)KIF26B所有TCGA的肿瘤(15]。的阈值区分群体较低或高表达被定义为切断高压(50%)或切断低压(50%),分别为。生存的土地是从GEPIA2获得的。,两条曲线比较生存率较。
2.3。基因改变
KIF26B遗传改变频率和数据拷贝数和突变类型通过cBioPortal检索(16]。全球、无病、无进展生存信息从“比较”模块获得。这包括与log-rank kaplan meier方案P值TCGA的癌症病例根据他们是否KIF26B基因改变。
2.4。免疫细胞渗透分析
我们探索的水平如何KIF26B表达可能与免疫细胞浸润,如内皮和癌症相关的成纤维细胞。为此,我们利用“Immune-Gene”TIMER2单位和评估不同的癌症。免疫渗滤估计,算法QUANTISEQ,伊势亚,MCPCOUNTER,史诗,计时器,CIBERSORT, CIBERSORT-ABS应用。P价值观和偏相关(软木)值是由斯皮尔曼等级相关的测试,purity-adjusted。结果被显示为一个散点图和热图。
2.5。KIF26B-Related基因富集分析
首先,KIF26B-binding蛋白质被确定弦上的网站(https://string-db.org/搜索“KIF26B)。”之后,100年第一个KIF26B-targeting基因包含在皮尔逊相关分析是基于表达式的记录所有肿瘤和正常的组织,TCGA GEPIA2。此外,与偏相关的热图(软木)指数和P这些基因的价值得到TIMER2使用“Gene_Corr”的组成部分。最后,维恩图查看器允许KIF26B-binding的观察和相互作用的基因17]。
3所示。结果
3.1。基因表达分析
KIF26B的表达水平BLCA(膀胱移行细胞癌),BRCA(乳腺浸润性癌)、胆固醇(胆管癌),塞斯克(宫颈鳞状细胞癌和子宫腺癌),“绿带运动”(多形性成胶质细胞瘤),COAD(结肠癌)、光电子能谱(食管癌),HNSC(头颈部鳞状细胞癌),HNSC-HPV + KICH(肾chromophobe) KIRC(肾透明细胞癌),KIRP(肾乳头状细胞癌),LIHC(肝癌)LUAD(肺腺癌),LUSC(肺鳞状细胞癌)、马(前列腺癌)、阅读(直肠腺癌),STAD(胃癌),THCA(甲状腺癌)和UCEC(子宫语料库子宫内膜癌)高于tumor-adjacent组织(图1(一))。
(一)
(b)
我们进一步探讨KIF26B是否差异表达在肿瘤和正常组织。GTEx数据库被用来控制。在SKCM(皮肤黑色素瘤)和THYM(胸腺瘤),KIF26B肿瘤组织中高度表达 。DLBC之间未发现显著差异(弥漫型大b细胞淋巴瘤),“绿带运动”,LGG(脑胶质瘤,低品位),和TGCT(睾丸生殖肿瘤)和相应的正常样本(图1 (b), )。KIF26B表达和病理阶段的癌症之间的关系进行了分析通过GEPIA”阶段阴谋”的组成部分,和强烈的正相关性被发现BLCA, KICH LIHC, PAAD (图S1)。
此外,HPA数据库咨询分析IHC KIF26B的结果。TCGA的基因表达数据被用于比较。在评估之后,两个数据库的结果是一致的。塞斯克,BRCD COAD、LIHC LUAD, LUSC, OV(卵巢浆液性囊腺癌),阅读,STAD,和UCEC KIF26B的表达高于正常组织 (图2)。
(一)
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(我)
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3.2。生存分析
在各种癌症预后之间的相关性和KIF26B基因表达进行了研究使用GEPIA数据集。总生存期(OS)和无病生存期(DFS)值进行评估,TCGA和地理数据集。癌症病例被分为低和high-KIF26B表达组。如数据所示3(一个)- - - - - -3 (d)high-KIF26B组中,操作系统是贫穷,COAD ,LGG ,内消旋 ,和机汇 。相反,低KIF26B DFS在ACC与长 和UVM ,相比high-KIF26B表达组(数字3 (e)和3 (f))。
(一)
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3.3。KIF26B在不同癌症的基因改变
基因突变已被广泛与癌发生相关(18]。在这项研究中,我们分析了基因改变的KIF26B TCGA军团内的癌症。KIF26B更频繁的突变(> 10%)的患者食管腺癌,UCS(子宫癌肉瘤),UCEC, BRCA, SKCM LIHC, STAD。相反,变更频率最高在食管腺癌,BRCA, UCS, LIHC, OV和胆固醇(> 5%;图4(一))。特别注意了对胆固醇的情况下(放大∼7%;图3(一个))。类型,网站和案例数量的KIF26B遗传变异图所示4 (b)。此外,潜在的遗传改变KIF26B和临床预后之间的相关性在不同癌症进行了测试。如图4 (c)KIF26B突变出现在UCEC时,有一个更好的针对疾病的预后生存 ,总生存期 ,和无进展生存 。
(一)
(b)
(c)
3.4。KIF26B蛋白质磷酸化
KIF26B蛋白质的磷酸化水平的肿瘤样本和正常组织之间的比较。分析了四种类型的肿瘤使用CPTAC数据集,包括乳腺癌、KIRC LUAD, UCEC。的摘要磷酸化KIF26B网站和发现肿瘤和健康组织之间的差异图所示5(一个)。在所有四种类型的肿瘤,S977站点与正常组织相比表现出更高的磷酸化水平。此外,在乳腺癌的KIF26B磷酸化水平网站S1006 S1081, S1724, S1772, S1979高于正常组织,所以在LUAD和站点S1773网站S1953 UCEC(数字5 (b)- - - - - -5 (g))。
(一)
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(g)
3.5。免疫渗滤
免疫细胞浸润肿瘤是肿瘤微环境的主要成分之一,开始起到至关重要的作用,发展和转移的癌症(19]。陆等人表明,内皮细胞刺激结肠直肠癌干细胞在旁分泌或juxtacrine时尚(20.]。此外,杜等人报道,癌症相关的基因CALD1纤维母细胞的调节肿瘤微环境可能会影响膀胱癌症进程(21]。因此,免疫渗透和等级之间可能存在的相关性KIF26B在各种癌症的基因表达研究。TCGA分析通过数据库与伊势亚MCPCOUNTER,史诗,潮流算法。结果显示之间存在一种正相关的表达KIF26B塞斯克和内皮细胞的免疫渗透,COAD, HNSC (HPV(人乳头瘤病毒)+ /−),LUAD, LUSC, OV,马,阅读,SKCM, SKCM-metastasis STAD, TGCT(图6)。也有积极的表达之间的相关性KIF26B和癌症相关的成纤维细胞的渗透TCGA(战乱国家)的肿瘤,包括ACC, BLCA, BRCA (BRCA-LumA、BRCA-LumB BRCA-basal),塞斯克,COAD,光电子能谱,HNSC (HPV(人乳头瘤病毒)+ /−),KIRC, LIHC, LUAD, LUSC, OV, PAAD,马,阅读,STAD, TGCT(图7(一))。的散点图数据的肿瘤,一个算法使用(图7 (b))。例如,积极联系KIF26B表达式和战乱国家的渗透年级(图7 (b))、软木=−0.627P= 1.57e−41)被发现通过BLCA MCPCOUNTER算法。
(一)
(b)
3.6。去KEGG浓缩KIF26B-Related基因的分析
进一步探究KIF26B在肿瘤发生和发展的分子机制,KIF26B-correlated基因和通路富集分析KIF26B-binding蛋白质。蛋白质相互作用(PPI)网络构建基于100 KIF26B-binding蛋白质中发现的蛋白质数据库(图(字符串)8(一个))。此外,TCGA KIF26B-correlated基因被探索和/或通过GEPIA2 GTEx表达数据的工具。结果表明,KIF26B的表达呈正相关的基因Adam12(亚当metallopeptidase域12;R= 0.48),CDH11 (cadherin-11;R= 0.5),COL5A2 (V型胶原α2链;Rα= 0.47),COL6A3(胶原蛋白类型VI 3链;R= 0.46)和MYH9(肌凝蛋白重链9;R= 0.34)(所有 ;图8 (b))。作为显示在图8 (c),KIF26B的表达也与上述五正相关基因在多种癌症类型。只有一个共同的基因(MYH9)在上述两组被选的交集的维恩图(图8 (d))。
(一)
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(f)
KEGG去浓缩两个数据集上进行了分析。KEGG结果表明KIF26B-related基因可能影响肿瘤发病机制由“PI3K-AKT信号”,“细胞凋亡,”和“细胞周期通路(图”8 (e))。去浓缩数据(图8 (f))表明这些基因与细胞外基质的结构组成部分,”“三磷酸鸟苷绑定,”“GTPase活动,”“嘌呤核糖核苷绑定”和“细胞骨架的结构组成”。
4所示。讨论
之前的研究表明,高表达KIF26B在各种癌症预后不良的指标。KIF26B相关细胞增殖、迁移、侵袭,甚至癌症的耐药性(22]。Zhang et al。3)报道,KIF26B通过VEGF通路可能导致多种恶性肿瘤。然而,特定的基因可能以不同的方式表达和功能在不同的肿瘤由于肿瘤异质性(23]。KIF26B能否发挥作用在不同肿瘤的生长通过特定的分子机制还有待探索。到目前为止,没有pan-cancer研究从不同的角度来看肿瘤已经可用。在这项工作中,我们总结了KIF26B基因的分子特征在33个不同肿瘤通过TCGA,地理,CPTAC数据库和预测功能肿瘤发生和发展的机制。
我们的分析显示,基因表达KIF26B 23种肿瘤组织的显著高于在邻近的正常组织。GTEx数据库作为赔偿的高表达KIF26B SKCM和THYM比正常组织。此外,IHC分析证实了这一趋势在蛋白质水平。KIF26B基因的发现一个普遍的跨各种肿瘤组织高表达表明pan-cancer分析的重要性。最近的研究报道,KIF26B在BRCA [2],ECA [24),结肠直肠癌(4),和胃癌3]。KIF26B基因的超表达也与不良预后密切相关的癌症,它目前的生存数据结果相匹配的工作。
如今,靶向治疗是最精确的治疗恶性肿瘤。众所周知,许多类型的癌症是由一个或多个基因的基因改变(25),特定癌症的预后可能由基因被改变的方式(26]。这些修改包括基因突变、放大、深删除结构变异,和多变化。我们的分析表明,KIF26B主要经历了突变和放大的改变,和KIF26B突变UCEC显示长DFS,操作系统,和PFS。基因编辑技术的发展在不久的将来将允许KIF26B基因的修改,这可能是一个有前途的治疗癌症的方法如UCEC BRCA, SKCM, UCS, LIHC, STAD。相反,我们发现KIF26B蛋白质磷酸化水平更高的肿瘤组织与正常组织相比,在不同肿瘤不同磷酸化网站共享。这些发现暗示澄清磷酸化位点的重视某一癌症类型和KIF26B精确的靶向治疗期间会有一个个人性格取决于基因诊断。
鉴于肿瘤免疫微环境的新兴概念(时差),重大pan-cancer进行分析。本研究证明,KIF26B的表达和内皮细胞的免疫渗透在大多数癌症呈正相关,除了COAD SKCM, SKCM-metastasis。目前,免疫治疗已成为一个新的抗肿瘤策略通过监测和清除肿瘤细胞。特别是,内皮细胞最相关的抗肿瘤免疫和细胞构成的一个重要部分肿瘤浸润淋巴细胞(27]。因此,内皮细胞的角色和活动是至关重要的免疫反应。在COAD SKCM, SKCM-metastasis KIF26过表达,而表达的内皮细胞的渗透是相反的趋势。因此,针对内皮细胞的激活或阻断肿瘤细胞的间隙逃避可能改善这些癌症患者的预后。
相反,KEGG去分析进行了探讨KIF26B的分子机制。结果表明,KIF26B-related基因,包括Adam12 CDH11, COL5A2, COL6A3, MYH9,主要是富含“PI3K-AKT信号”,“细胞凋亡,”和“细胞周期通路;这与先前的研究5,28]。我们的富集分析表明KFI26B可能通过促进肿瘤的生长起到其致瘤的作用,抑制细胞凋亡,细胞周期重新排序。
总之,这pan-cancer分析发现KIF26B可以作为一个致癌基因和可以有基因改变与各种癌症的诊断和预后有关。此外,KIF26B可以影响内皮细胞的浸润,在大多数癌症的分子途径。这项研究可能有助于更好地理解KIF26B癌发生和发展中的作用,并提供一个更精确的和个性化的治疗癌症的新视野。
数据可用性
公开的数据集被用于这项研究。这些数据可以发现TCGA的基因(https://portal.gdc.cancer.gov),TIMER2 (http://timer.cistrome.org/),GEPIA2 (http://gepia2.cancer-pku.cn/指数),GTEx (https://www.gtexportal.org/),CPTAC (https://proteomics.cancer.gov/programs/cptac)和HPA (https://www.proteinatlas.org/)。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
范太阳参与初稿准备。迎迎丽安,王健林王艘,一派胡进行数据管理。Judong罗进行审查和编辑。Jingping Yu导致项目管理。所有的作者评论和批准文本。
确认
作者要感谢南京医科大学附属常州第二人民医院对他们的帮助。这项工作得到了国家自然科学基金(82073339和82073339),江苏省自然科学基金(BK20191157),资助CSCO-Linghang (y - 2019 azms - 0002),常州健康年轻人才发展计划委员会(CZQM2020074),常州科技项目(CJ20200053), 333高层次人才培训项目(BRA2019025),常州Sci和科技项目(CZ20210030),常州卫生委员会科技重大项目(ZD202017),和青年项目常州第二人民医院(2020 k003)。
补充材料
图S1: KIF26B表达和病理阶段的癌症之间的关系。对于这个分析,“舞台情节”模块使用GEPIA考虑病理阶段BLCA (a), KICH (b), LIHC (c)和PAAD (d)。(补充材料)