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基于生物信息学识别与肺癌患者预后和免疫微环境相关的铜死亡基因

李杨 江文 刘容 刘朝敏 徐龙玉 张文静

吴岩. 新双源CT冠脉造影不同扫描模式的对比研究[J]. 昆明医科大学学报, 2014, 35(09).
引用本文: 李杨, 江文, 刘容, 刘朝敏, 徐龙玉, 张文静. 基于生物信息学识别与肺癌患者预后和免疫微环境相关的铜死亡基因[J]. 昆明医科大学学报.
Yang LI, Wen JIANG, Rong LIU, Chaomin LIU, Longyu XU, Wenjing ZHANG. Bioinformatics-based Identification of Cuproptosis Genes Associated with Prognosis and Immune Microenvironment in Lung Cancer[J]. Journal of Kunming Medical University.
Citation: Yang LI, Wen JIANG, Rong LIU, Chaomin LIU, Longyu XU, Wenjing ZHANG. Bioinformatics-based Identification of Cuproptosis Genes Associated with Prognosis and Immune Microenvironment in Lung Cancer[J]. Journal of Kunming Medical University.

基于生物信息学识别与肺癌患者预后和免疫微环境相关的铜死亡基因

基金项目: 云南省兴滇英才支持计划-青年拔尖人才(YNWR-QNBJ-2019-147);云南省血液临床医学中心开放项目(2023YJZX-XY06)
详细信息
    作者简介:

    李杨(1991~),男,山东德州人,医学硕士,主治医师,主要从事肿瘤基础及转化研究工作

    通讯作者:

    张文静,E-mail:wenjing_zhang1@163.com

  • 中图分类号: R734.2

Bioinformatics-based Identification of Cuproptosis Genes Associated with Prognosis and Immune Microenvironment in Lung Cancer

  • 摘要:   目的  通过生物信息学挖掘与肺癌患者预后和免疫微环境相关的铜死亡基因。  方法  本研究使用的肺癌数据集来源于TCGA数据库。铜死亡相关基因(cuproptosis-related gene,CRGs)获取于此前报道的文献。R软件Deseq2包鉴定肺癌组织中的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。取DEGs和CRGs的交集,以获取差异表达的铜死亡相关基因(differentially expressed CRGs,DE-CRGs)。COX分析和R软件rms包鉴定与肺癌患者预后相关的DE-CRGs。ESTIMATE和CIBERSORT算法识别DE-CRGs与免疫微环境的相关性。  结果  相较于正常组织,TCGA数据库的肺癌组织中共存在5269个DEGs,并与CRGs存在11个交集。11个DE-CRGs主要调控能量代谢、碳代谢和氨基酸代谢。DE-CRGs中,LIPT1是肺癌的独立风险因素,并且与临床特征(年龄、TNM分期和残留肿瘤)构建的列线图对肺癌患者生存的预测结果与患者的实际结局相近。LIPT1表达与M1和M2型巨噬细胞、活化的自然杀伤细胞细胞、CD8+ T细胞的浸润呈现正相关,与M0型巨噬细胞、激活的肥大细胞、中性粒细胞和Treg细胞显现显著的负相关。  结论  LIPT1可作为肺癌的预后和免疫微环境相关的铜死亡基因,是肺癌治疗的新型生物标志物。
  • 图  1  肺癌中DE-CRGs的鉴定

    A:火山图展示了TCGA-LUAD和TCGA-LUSC队列中DEGs的表达和差异性。每个点代表一个基因;红色和蓝色的点分别代表上调和下调DEGs;灰色的点代表表达没有显著差异性的基因;B:韦恩图展示了DEGs和CRGs的交集和并集数量。

    Figure  1.  Identification of DE-CRGs in lung cancer

    图  2  肺癌中DE-CRGs的富集分析

    A~B:气泡图展示了DE-CRGs的(A)GO和(B)KEGG富集分析的结果。点的大小代表富集到对应术语中的DE-CRGs数量;点的颜色代表校准的P值的大小,颜色越蓝代表校准的P值越小。

    Figure  2.  Enrichment analysis of DE-CRGs in lung cancer

    图  3  肺癌中DE-CRGs相关PPI网络的构建

    A:基于STING数据库和Cytoscape软件构建的DE-CRGs相关PPI网络。节点越大代表连接度越大;B:表格展示了每个节点的连接度、介数中心性和接近中心性。

    Figure  3.  Construction of DE-CRGS-related PPI networks in lung cancer

    图  4  与肺癌患者预后相关的DE-CRGs鉴定

    A:单因素和多因素COX分析识别与肺癌患者生存相关的DE-CRGs和临床特征;B:Log-rank检验鉴定LIPT1表达与患者生存可能的相关性;C:基于LIPT1、年龄、TNM分期和残留肿瘤构建的列线图,以预测肺癌患者的生存可能;D:列线图的校准曲线,以观察列线图的预后预测性能。

    Figure  4.  Identification of DE-CRGs associated with prognosis in patients with lung cancer

    图  5  LIPT1与肺癌患者免疫微环境的相关性分析

    A:ESTIMATE算法识别LIPT1表达与免疫分数、基质分数和Estimate分数的相关性;B:CIBERSORT算法鉴定LIPT1表达与22种免疫细胞浸润的相关性。

    Figure  5.  Correlation analysis of LIPT1 and immune microenvironment in patients with lung cancer

  • [1] Lahiri A,Maji A,Potdar P D,et al. Lung cancer immunotherapy: Progress,pitfalls,and promises[J]. Mol Cancer,2023,22(1):1-37. doi: 10.1186/s12943-023-01740-y
    [2] Sung H,Ferlay J,Siegel R L,et al. Global Cancer Statistics 2020: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries[J]. CA Cancer J Clin,2021,71(3):209-249. doi: 10.3322/caac.21660
    [3] Nicholson A G,Tsao M S,Beasley M B,et al. The 2021 WHO classification of lung tumors: Impact of advances since 2015[J]. J Thorac Oncol,2022,17(3):362-387. doi: 10.1016/j.jtho.2021.11.003
    [4] Ren X,Luo X,Wang F,et al. Recent advances in copper homeostasis-involved tumor theranostics[J]. Asian J Pharm Sci,2024,19(5):1-34.
    [5] Lutsenko S,Roy S,Tsvetkov P. Mammalian copper homeostasis: Physiologic roles and molecular mechanisms[J]. Physiol Rev,2025,105(1):441-491. doi: 10.1152/physrev.00011.2024
    [6] Tsvetkov P,Coy S,Petrova B,et al. Copper induces cell death by targeting lipoylated TCA cycle proteins[J]. Science,2022,375(6586):1254-1261. doi: 10.1126/science.abf0529
    [7] Huang Q,Tian R,Yu J,et al. Identification of PSMD11 as a novel cuproptosis- and immune-related prognostic biomarker promoting lung adenocarcinoma progression[J]. Cancer Med,2024,13(11):2-15. doi: 10.1002/cam4.7379
    [8] Wu J,Fu G,Luo C,et al. Cuproptosis-related ceRNA axis triggers cell proliferation and cell cycle through CBX2 in lung adenocarcinoma[J]. BMC Pulm Med,2024,24(1):6-15. doi: 10.1186/s12890-024-02887-0
    [9] Ouyang G,Wu Z,Liu Z,et al. Identification and validation of potential diagnostic signature and immune cell infiltration for NAFLD based on cuproptosis-related genes by bioinformatics analysis and machine learning[J]. Front Immunol,2023,14(eCollection):1-16. doi: 10.3389/fimmu.2023.1251750
    [10] Love M I,Huber W,Anders S. Moderated estimation of fold change and dispersion for RNA-seq data with DESeq2[J]. Genome Biol,2014,15(12):2-21. doi: 10.1186/s13059-014-0550-8
    [11] Ginestet C. ggplot2: Elegant graphics for data analysis[J]. Journal of the Royal Statistical Society Series A: Statistics in Society,2011,174(1):245-246. doi: 10.1111/j.1467-985X.2010.00676_9.x
    [12] Chen H,Boutros P C. VennDiagram: A package for the generation of highly-customizable Venn and Euler diagrams in R[J]. BMC Bioinformatics,2011,12:1-7. doi: 10.1186/1471-2105-12-35
    [13] Wu T,Hu E,Xu S,et al. clusterProfiler 4.0: A universal enrichment tool for interpreting omics data[J]. Innovation (Camb),2021,2(3):1-10.
    [14] Therneau T M, Grambsch P M. Modeling survival data: Extending the Cox model[M]. New York: Springer, 2000.
    [15] Eng K H,Schiller E,Morrell K. On representing the prognostic value of continuous gene expression biomarkers with the restricted mean survival curve[J]. Oncotarget,2015,6(34):36308-36318. doi: 10.18632/oncotarget.6121
    [16] Newman A M,Liu C L,Green M R,et al. Robust enumeration of cell subsets from tissue expression profiles[J]. Nat Methods,2015,12(5):453-457. doi: 10.1038/nmeth.3337
    [17] Yoshihara K,Shahmoradgoli M,Martínez E,et al. Inferring tumour purity and stromal and immune cell admixture from expression data[J]. Nat Commun,2013,4(eCollection):1-11. doi: 10.1038/ncomms3612
    [18] Mirhadi S,Zhang W,Pham N A,et al. Mitochondrial aconitase ACO2 links iron homeostasis with tumorigenicity in non-small cell lung cancer[J]. Mol Cancer Res,2023,21(1):36-50. doi: 10.1158/1541-7786.MCR-22-0163
    [19] Chen Q,Wang Y,Yang L,et al. PM2.5 promotes NSCLC carcinogenesis through translationally and transcriptionally activating DLAT-mediated glycolysis reprograming[J]. J Exp Clin Cancer Res,2022,41(1):1-21. doi: 10.1186/s13046-022-02437-8
    [20] Cronan J E. Progress in the Enzymology of the mitochondrial diseases of lipoic acid requiring enzymes[J]. Front Genet,2020,11(eCollection):1-6.
    [21] Soreze Y,Boutron A,Habarou F,et al. Mutations in human lipoyltransferase gene LIPT1 cause a leigh disease with secondary deficiency for pyruvate and alpha-ketoglutarate dehydrogenase[J]. Orphanet J Rare Dis,2013,8(eCollection):2-9. doi: 10.1186/1750-1172-8-192
    [22] Tort F,Ferrer-Cortès X,Thió M,et al. Mutations in the lipoyltransferase LIPT1 gene cause a fatal disease associated with a specific lipoylation defect of the 2-ketoacid dehydrogenase complexes[J]. Hum Mol Genet,2014,23(7):1907-1915. doi: 10.1093/hmg/ddt585
    [23] Chen Y,Xu T,Xie F,et al. Evaluating the biological functions of the prognostic genes identified by the Pathology Atlas in bladder cancer[J]. Oncol Rep,2021,45(1):191-201.
    [24] Lv H,Liu X,Zeng X,et al. Comprehensive analysis of cuproptosis-related genes in immune infiltration and prognosis in melanoma[J]. Front Pharmacol,2022,13(eCollection):1-15. doi: 10.3389/fphar.2022.930041
    [25] Yan C,Niu Y,Ma L,et al. System analysis based on the cuproptosis-related genes identifies LIPT1 as a novel therapy target for liver hepatocellular carcinoma[J]. J Transl Med,2022,20(1):1-18. doi: 10.1186/s12967-022-03630-1
  • [1] 杨倩蓉, 曹雪, 杨娇, 赵燕秋, 沈楠, 孙娅娇.  肺癌患者病耻感现状及影响因素, 昆明医科大学学报. 2025, 46(1): 60-67. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20250108
    [2] 张江, 赵喜娟, 吴江, 杨秉坤, 杨妮, 周丽萍.  肺癌放疗患者衰弱现状及影响因素分析, 昆明医科大学学报. 2025, 46(2): 126-133. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20250218
    [3] 马彬斌, 张少雄, 高永丽.  基于生物信息学探究ESCRT相关基因对骨肉瘤预后的评估价值, 昆明医科大学学报. 2025, 46(4): 1-10.
    [4] 张洪波, 李振龙, 吕瑛, 张益绰, 裘翔铭, 黄婷婷.  单孔与双孔电视胸腔镜肺叶切除术治疗肺癌的临床疗效比较, 昆明医科大学学报. 2024, 45(4): 135-139. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240419
    [5] 王缨, 傅聪, 傅颖.  肺癌患者血清LDH、CysC、PWR水平检测意义, 昆明医科大学学报. 2024, 45(4): 163-169. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240424
    [6] 门欣怡, 赵静, 申永椿, 季辉, 王秀霞.  外周血免疫球蛋白、血沉、同型半胱氨酸与儿童中枢神经系统血管炎病情程度的关系及对预后的影响, 昆明医科大学学报. 2024, 45(12): 122-128. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20241217
    [7] 安义均, 余立丹, 赵美素, 马冬梅, 杨春花, 孔瑶.  膀胱癌溶酶体相关基因的预后模型构建与分析, 昆明医科大学学报. 2024, 45(5): 66-72. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240510
    [8] 赵丽珠, 董莹, 邓玥, 杨丽华.  基于单细胞测序技术分析上皮细胞相关基因与卵巢癌患者预后的关系, 昆明医科大学学报. 2024, 45(4): 9-16. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240402
    [9] 陆小华, 袁洪新.  BTLA、CTLA-4基因多态性与肝癌TACE联合靶向治疗疗效及预后相关性, 昆明医科大学学报. 2023, 44(9): 126-135. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20230927
    [10] 唐杰夫, 杨德兴, 刘圣哲, 王强, 付凯, 王振方, 栾英, 李敏, 刘荣.  奥密克戎变异株老年重症感染者细胞免疫指标对预后的价值研究, 昆明医科大学学报. 2023, 44(12): 87-94. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20231214
    [11] 刘畅, 李振华, 汪颖, 阮艳琴, 曲来昊, 李定彪.  肺癌MDT联合PBL + CBL模式在临床教学中的应用, 昆明医科大学学报. 2021, 42(9): 162-166. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210911
    [12] 张江, 赵喜娟, 吴江, 刘燕, 李丽娟, 陈晔.  家庭赋权护理干预方案在肺癌放疗患者中的应用, 昆明医科大学学报. 2021, 42(12): 169-176. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20211242
    [13] 宁明杰, 陈颖.  肺部微生态与肺癌的相关性研究进展, 昆明医科大学学报. 2021, 42(3): 155-160. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20210336
    [14] 马国玉, 熊庆, 蒋国庆, 杨家甜, 木云珍.  基于生物信息学方法识别肺腺癌预后相关基因, 昆明医科大学学报. 2020, 41(07): 30-37.
    [15] 赵敏, 闭军强, 周永春, 张锦平, 罗镭.  9553例云南籍肺癌住院患者的疾病构成特征及变化趋势, 昆明医科大学学报. 2017, 38(04): 63-67.
    [16] 范敏娟, 钟云华, 沈雯, 袁开芬, 赵国厚, 王蜀昆, 温林俏.  肺癌中热休克转录因子2促进热休克蛋白的表达, 昆明医科大学学报. 2017, 38(06): 108-112.
    [17] 王洪.  前列腺素E2对COPD合并肺癌的致病机理, 昆明医科大学学报. 2016, 37(04): -.
    [18] 潘龙芳.  PDCA管理方法在肺癌患者PICC质量控制中的应用, 昆明医科大学学报. 2014, 35(09): -1.
    [19] 陈锦润.  3,4-苯并芘支气管灌注构建猪肺癌模型的实验研究, 昆明医科大学学报. 2013, 34(12): -1.
    [20] 马建强.  全胸腔镜微创肺癌根治术手术创伤的临床研究, 昆明医科大学学报. 2013, 34(09): -.
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  • 网络出版日期:  2025-04-05

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