差异转录本使用分析揭示透明细胞肾细胞癌转录异构体水平变异及其预后价值

《Scientific Reports》：Integrated differential transcript usage and transcript abundance analyses reveal isoform-level remodeling in clear cell renal cell carcinoma

　　

摘要

透明细胞肾细胞癌（ccRCC）的特征是由缺氧信号驱动的转录重编程、代谢重塑和免疫调节。虽然基因水平分析已定义了 ccRCC 生物学的关键特征，但它们未能捕捉到由选择性剪接产生的异构体水平变异。差异转录本使用（DTU）代表了一个额外的调节层，可能影响蛋白质功能、通路活性和临床结局，然而其在 ccRCC 生物学和预后中的作用仍未被完全理解。我们评估了达特茅斯癌症中心队列中 127 个 ccRCC 肿瘤和 33 个癌旁正常组织的差异表达，并在 94 个 CPTAC 肿瘤中进行了外部验证，同时校正了细胞类型比例。首先使用 DRIMSeq/stageR 测试正式的 DTU 分析，该工具评估基因内相对异构体比例的变化。随后，StageR 显著的转录本在一个独立的协变量校正的 limma-voom 转录本丰度分析中进行评估，该分析纳入了临床和肿瘤微环境协变量。转录本水平表达的共识聚类定义了肿瘤亚群，Cox 比例风险模型将转录本水平特征与临床变量整合在一起。在肿瘤与正常组织对比中，1,170 个转录本通过了正式 DTU 筛选和协变量校正的转录本丰度标准，映射到经典的 ccRCC 通路，并在功能性与非功能性转录本类别中表现出不同的模式。基于转录本水平表达的共识聚类鉴定出两个具有独特血管生成谱和显著生存差异的亚群。聚类水平分析揭示了涉及细胞骨架组织（ACTB）、免疫过程（B2M）、细胞外基质组织（FN1、APLP2）和铁代谢（FTH1）的基因中存在 DTU 支持的转录本丰度变化，蛋白结构域改变包括 ACTB 中肌动蛋白相关结构域的丢失以及 B2M 中免疫球蛋白样结构域的丢失。预后模型在重复的训练 - 测试划分中确定了十二个通过探索性选择阈值的候选转录本，并提供初步证据表明，当与临床变量结合时，可提供额外的预后信息。外部验证仅限于两个重叠候选者：FGFR1 和 NUCB1。异构体水平特征可能作为 ccRCC 的生物标志物和治疗靶点。