小鼠胰腺癌放疗联合免疫治疗的转录组测序分析及关键基因的筛选和验证

摘要

目的:探究胰腺癌放疗联合免疫治疗中的基因表达变化并筛选和验证其中的关键基因。方法:取20只6～8周龄C57BL/6J雄性小鼠，随机均分为4组，分别为对照组、放疗组、免疫治疗组、放疗联合免疫治疗组，每组5只，通过皮下注射胰腺癌KPC细胞构建荷瘤小鼠模型，放疗组行8 Gy射线单次照射，免疫治疗组行单次腹腔注射PD-1单抗(200μg/只),放疗联合免疫治疗组行单次8 Gy射线照射后腹腔注射PD-1单抗(200μg/只),对照组无处理，7 d后取出瘤体，行转录组学测序；将表达显著的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)进行GO、KEGG及Reactome功能注释分析，探索相关信号通路；将上调的DEGs行韦恩分析并取交集，结合生存分析筛选出关键基因，分析其表达情况，探究与免疫细胞浸润及免疫检查点的关系，并构建蛋白质相互作用网络分析其相互作用的基因群。构建两种胰腺癌KPC、PANC02细胞系C57BL/6J雄性小鼠皮下荷瘤模型，次日采用放疗联合免疫治疗，维持3 d;至第12天，取肿瘤组织，qRT-PCR法检测关键基因mRNA在瘤体组织中的相对表达量。结果:转录组测序分析结果显示，与放疗组、免疫治疗组相比，放疗联合免疫治疗组DEGs最为丰富，并主要参与代谢、免疫系统及信号转导方面相关的信号通路。将放疗组、免疫治疗组及放疗联合免疫组上调基因进行韦恩分析得到11个交集基因，通过生存分析，筛选出关键基因黏液病毒耐药1(myxovirus resistance 1,MX1),其在胰腺癌中高表达且与胰腺癌患者预后呈显著负相关(P<0.05)。胰腺癌中MX1 mRNA表达与中性粒细胞、树突状细胞浸润丰度呈正相关(r=0.413,0.333;P均<0.05),并与免疫检查点CD80、CD274、CD86表达呈正相关(P均<0.05)。MX1在胰腺癌中相互作用的基因群包括OASL1、RSAD2、IFIT1、IFIT2和IFIT3。qRT-PCR结果显示，在胰腺癌KPC、PANC02细胞荷瘤小鼠模型中，与对照组相比，放疗联合免疫治疗组MX1 mRNA相对表达量明显增加(P<0.05)。结论:在胰腺癌放疗联合免疫治疗中MX1 mRNA相对表达明显增加，其可能是关键基因之一。

关键词

MX1 / 转录组测序 / 胰腺癌 / 放疗联合免疫治疗