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5+m6A RNA甲基化+预后模型做了什么?

 智汇基因 2022-09-09 发布于广东

导语

今天给同学们分享一篇m6A调节因子促进肿瘤进展的生信文章“N6-Methyladenosine Regulators Promote Malignant Progression of Gastric Adenocarcinoma”,这篇文章于2022年5月1日发表在Front Oncol期刊上,影响因子为5.738。研究使用四种m6A RNA甲基化调节因子(IGF2BP1、RBM15、FTO、ALKBH5)开发了一个预后模型,并确认FTO是一个独立的预后标志物。

1. STAD中m6A RNA甲基化调节因子的差异表达

进一步了解m6A RNA甲基化调节因子在肿瘤发生和发展中的重要生物学功能。作者比较了TCGA数据库中375个STAD(胃腺癌)组织和32个正常组织中20个m6A RNA甲基化调节因子的表达水平。结果表明,与正常组织相比,在STAD患者中,HNRNPA2B1、VIRMA、METTL3、WTAPR、HNRNPA2B1、METTL14、BM15、RBM15B、ZC3H13、YTHDC1、YTHDF3、YTHDF1、YTHDF2、HNRNPC、IGF2BP1、IGF2BP2、IGF2BP3、RBMX、FTO和ALKBH5显着上调(图1A)。此外,作者通过Pearson检验分析了20个m6A RNA甲基化调节因子之间的相关性,分析显示20个m6A RNA甲基化调节因子之间呈正相关,其中VIRMA和YTHDF3显示出最显着的相关性(图1B)。这表明当VIRMA上调时,YTHDF3F基因最有可能上调。

图1 TCGA数据库中m6A RNA甲基化调节因子的表达水平

2. m6A RNA甲基化调节因子的共识聚类分析STAD患者的特征和存活率

为了更好地了解m6A RNA甲基化调节因子与STAD患者临床特征之间的关系,作者从TCGA数据库中提取了32个正常样本,并使用ConsensusClusterPlus包对343个STAD样本进行了子分类。基于m6A调节因子的表达水平和模糊聚类指标的比率显示的相似性,当k=3时,最佳聚类稳定性定义为k=2到6(图2)。随后,根据m6A调节因子的表达水平,将375名STAD患者分为3个亚组,即cluster1(n=97)、cluster2(n=143)和cluster3(n=135)。接下来,作者分析了3个亚组的临床特征和生存情况。首先,作者检查了亚STAD患者的3个亚组中性别、种族、pT分期、pN分期、pM分期、pTNM分期和分级之间的差异。在比较了cluster1、cluster2和cluster3之后,作者发现它们之间的pT分期存在差异,cluster2和cluster3之间的pN分期也存在差异,而其他临床数据均不显着(图3)。

图2 TCGA数据库使用20个m6A RNA甲基化相关基因将样本分为3个亚组

图3 m6A RNA甲基化调节因子的共识聚类生信分析STAD患者的特征和存活率

3. LASSO预后模型构建

应用LASSOCox回归模型构建预后特征以分析m6A RNA甲基化调节因子的表达水平(图4A、B)。根据最小标准,选择四个调节因子IGF2BP1、RBM15、FTO和ALKBH5构建预后模型。根据中位风险评分,STAD队列分为低风险组和高风险组(图4C)。Kaplan-Meier生存生信分析表明,高危组患者的OS显着高于低危组(图4D)。此外,通过ROC曲线验证了该模型预测患者OS期的敏感性和特异性。在这里,风险模型在预测术后1年(AUC=0.743)、3年(AUC=0.743)和5年(AUC=0.874)的生存率方面显示出更好的准确性(图4E)。这表明该模型在预测STAD患者的预后生存方面是准确的。

 图4 通过在TCGA数据库中构建LASSO模型研究m6A RNA甲基化调节因子与STAD患者预后的关系

4. m6A RNA甲基化调节因子的单因素和多因素Cox回归生信分析

作者分析了IGF2BP1、RBM15、FTO和ALKBH5基因是否是STAD的独立预后因素。Cox回归生信分析以及单因素和多因素Cox回归生信分析显示FTO可能是STAD的独立预后因素(图5A、B)。为了开发预测患者生存率的临床适用方法,作者使用Nomogram图构建预测模型,并开发Nomogram图以使用Cox回归算法预测1年、3年和5年OS率(图5C)。结果发现,与整个队列中的理想模型相比,1、3和5年OS率的校准图都具有高度预测性(图5D)。

图5 TCGA数据库中的Nomogram图构建

5. FTO在胃癌中的生物学意义

在上述研究中,FTO被确定为STAD的独立预后因素。为了进一步了解FTO在STAD中的意义,作者进行了GSEA生信分析,并根据FTO在STAD中的表达将患者分为高表达组和低表达组,以观察两组中GO、KEGG和标志物的信号富集情况。根据NES评分对10个最丰富的信号通路进行排名,作者选择了10个最丰富的信号通路进行展示。

6. FTO泛癌分析

作者结合TCGA和GTEx数据库进一步比较了FTO在不同癌症中的表达,发现FTO在25个肿瘤中表达,包括ACC、BRCA、CHOL、COAD、READ、DLBC、ESCA、GBM、HNSC、KICH、KIRC,KIRP,LAML,LGG,LIHC,LUAD,LUSC,MESO,OV,PAAD,PCPG,PRAD,READ,SKCM,STAD,STES,TGCT,THCA,UCEC,并在CESC中表现出低表达(图6A)。此外,基于TCGA数据库数据分析了FTO表达与泛癌生存的关系。绘制森林图后,作者发现FTO表达与BLCA、KIRC和STAD相关(图6B),表明FTO在其他肿瘤中也可能具有某些潜在的诊断或预后意义。

图6 FTO在泛癌中的表达及预后

总结

总之,作者的研究结果系统地证明了m6A RNA甲基化调节因子FTO在STAD中的表达、潜在功能和预后价值,有助于肿瘤基因靶向治疗和临床预后研究。对m6A的生信思路感兴趣的老师,欢迎扫码咨询。

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