双硫死亡相关基因预后模型在肝癌中的构建及验证

摘要

目的 探索双硫死亡相关基因与肝细胞癌(hepatocellular carcinoma, HCC)预后及免疫治疗反应的相关性。方法 从TCGA和GEO数据库中下载HCC患者RNA-seq数据，基于皮尔逊系数(R>0.5,P<0.01)筛选与双硫死亡最显著相关的共表达基因，通过单因素Cox回归筛选双硫死亡相关预后基因；采用3种机器学习方法构建双硫死亡相关基因预后模型，并根据风险评分将HCC患者分为高风险组和低风险组，用作KM生存曲线和时间依赖的受试者工作特征(receiver operating characteristic curve, ROC)曲线下面积(area under the curve,AUC)进行验证；CIBERSORT分析不同风险组的免疫细胞浸润水平及免疫检查点表达的差异性；采用免疫组织化学(immunohistochemistry, IHC)和qRT-PCR实验检测核心基因KPNA2在肝癌组织和肝癌细胞中的表达情况；CCK-8实验检测KPNA2对肝癌Huh-7和HCCLM3细胞增殖能力的影响；细胞划痕实验和Transwell实验检测KPNA2对肝癌Huh-7和HCCLM3细胞迁移与侵袭能力的影响。结果 共鉴定出44个与双硫死亡最显著相关的预后基因(P<0.05),使用3种机器学习筛选了3个双硫死亡相关基因(KPNA2、G6PD和SPP1)用于构建预后风险模型；KM生存分析显示高风险组的患者总生存率比低风险组低；1,3,5年的AUC值分别为0.786,0.684,0.685;同时，高风险组患者伴有显著的免疫抑制以及较低水平的免疫检查点表达，不同风险组的分子特征与免疫逃逸以及患者预后密切相关；qRT-PCR和免疫组化(IHC)实验验证了KPNA2基因在肝癌组织及细胞系中显著上调(P<0.05,P<0.01,P<0.001),在HCCLM3和Huh-7细胞中敲低KPNA2基因能够显著抑制肝癌细胞的增殖、侵袭及迁移能力(P<0.05,P<0.001)。结论 基于双硫死亡相关基因构建的风险评分模型可用于预测肝癌患者的预后。

关键词

肝肿瘤 / 双硫死亡 / 预后模型 / KPNA2 / 免疫微环境