黑色素瘤中BRAFV600E突变介导的肿瘤细胞代谢重编程与肿瘤微环境中特异性免疫细胞表型的关系研究

来源 :中国医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:goodhope9010
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目的:黑色素瘤是一种高度侵袭性的皮肤恶性肿瘤,进展快,死亡率高,严重危害人类健康。约50%黑色素瘤患者发生BRAF基因突变,在发生BRAFV600E突变的情况下,黑色素瘤代谢模式会发生一系列变化,并与维持肿瘤发展和免疫逃逸的肿瘤微环境产生相互作用。本研究旨在初步探讨BRAFV600E突变的皮肤黑色素瘤(SKCM)肿瘤细胞代谢重编程与肿瘤微环境中免疫细胞表型变化的关系。方法:本研究采用了来自TCGA的465例SKCM患者的临床转录和体细胞突变数据进行分析,首先获取患者BRAFV600E突变情况,应用差异分析、基因富集分析以及生存分析构建肿瘤突变相关基因的细胞代谢LASSO回归模型,以预测黑色素瘤患者预后,并通过诺模图、ROC曲线和决策曲线分析来评估模型的预测能力。随后,我们在A375细胞系中通过分别转染特异性抑制人黑色素瘤BRAFV600E突变基因的质粒以及neg质粒,最后分别采用RT-q PCR和Western blotting验证相关基因的表达情况。为探讨黑色素瘤中免疫细胞的组成和功能,本研究使用基因表达数据来估计恶性肿瘤组织中的间质细胞和免疫细胞组成,分别用ESTIMATE和CIBERSORT算法检测肿瘤纯度和估计每例黑色素瘤患者22种免疫细胞类型的比例。我们随后发现免疫细胞的组成与肿瘤代谢模型之间存在相关性。结果:BRAFV600E突变患者与BRAFWT患者相比有569个基因上调,595个基因下调,全部差异的富集分析显示BRAFV600E突变富集程度最高的5条通路中有2条通路与代谢有关,这2条通路分别为嘌呤代谢和甘油酯代谢。在KEGG全部41个代谢通路中共包含1285个基因,其中50个基因属于BRAFV600E突变相关基因。Kaplan–Meier曲线分析显示共11个基因是与患者预后相关的独立危险因素,其中PRODH基因表达较高的病例表现出明显较短的OS(P=0.011),而患者的DDO基因表达高表达则预示其预后更好(P=0.006)。应用LASSO法对三个基因(PLA2G5、PLA2G7、TBXAS1)建立细胞代谢评分模型。我们根据肿瘤代谢模型重新分配每个患者的风险评分,并生成肿瘤代谢风险评分(TMRS)以显示其对患者预后的预测能力(HR=1.72,95%CI:1.28~2.30)。结合TMRS和临床特征构建诺模图,预测准确率为0.68。实时定量RT-PCR结果表明在BRAF sh组中BRAF表达量明显降低,PLA2G5、PLA2G7、TBXAS1 m RNA的表达水平较质粒neg组及对照组有增加。Western blot结果说明PLA2G5、PLA2G7的表达水平在BRAF sh组A375细胞系中高于对照组,TXBAS1表达水平在三组中无明显差异,与上述分析结果趋势基本相同,即BRAFV600E突变患者基因表达水平均低于BRAFWT患者。我们进一步对黑色素瘤患者免疫浸润情况和TMRS评分进行相关性分析,结果表明CD8+T细胞和M0巨噬细胞可能与TMRS相关,这被认为是BRAFV600E突变患者的免疫编辑所导致。结论本研究基于TCGA数据库中黑色素瘤患者的基因表达情况分析BRAFV600E突变与肿瘤代谢的关系并构建代谢评分模型,该模型可以预测患者预后,且该模型与TME中两种类型的肿瘤浸润性免疫细胞具有相关性,为识别免疫编辑肿瘤新陈代谢的分子机制提供了新的见解。
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