肺腺癌程序性细胞死亡相关核心基因 GGCT、HYAL2、BEX1 和 FABP4 的鉴定及其诊断价值评估

《BMC Cancer》：Bioinformatic screening and experimental validation of programmed cell death–linked genes in lung adenocarcinoma

摘要

背景

肺癌仍然是全球癌症相关死亡的主要原因，其特征是具有高度侵袭性的生物学行为。程序性细胞死亡（PCD）是肿瘤发展的关键调节因素，并且越来越多地被认为是免疫治疗疗效的重要决定因素。因此，研究肺腺癌（LUAD）中与PCD相关的机制可能会提供有关疾病进展的宝贵信息，并有助于识别新的治疗靶点。

方法

为了寻找与LUAD中PCD相关的差异表达基因，我们分析了基因表达组（GEO）（GSE117570、GSE140797、GSE118370）和肿瘤基因组联盟（TCGA-LUAD）的数据。我们采用机器学习技术找到了与LUAD特征显著相关的核心PCD差异表达基因（hub LUAD-PCDDEGs）。为了评估hub LUAD-PCDDEGs的诊断能力，我们建立了诊断Nomogram和接收者操作特征曲线。此外，还使用了免疫细胞浸润分析和基因集富集分析来识别潜在的分子途径。Western blot和qRT-PCR被用来验证结果。

结果

在正常组织和LUAD样本中，我们发现了264个PCDDEGs。通过LASSO、随机森林（RF）和支持向量机-递归特征消除研究，我们确定了四个核心基因GGCT、HYAL2、BEX1和FABP4作为LUAD的候选诊断生物标志物。GGCT在LUAD组织中显著上调，而HYAL2、BEX1和FABP4显著下调。这些表达模式通过qRT-PCR分析得到验证。GGCT的上调通过Western blot在蛋白质水平上得到进一步确认，并通过免疫组织化学（IHC）得到支持。此外，观察到LUAD中10种免疫细胞的浸润显著增加，这种浸润与hub LUAD-PCDDEGs具有强相关性。这些细胞类型包括浆细胞、记忆B细胞、naive B细胞、CD4+记忆激活T细胞、滤泡辅助T细胞、γδ T细胞、调节性T细胞、静息树突状细胞、M1巨噬细胞和嗜酸性粒细胞。

结论

在LUAD的背景下，本研究成功鉴定了四个与PCD相关的基因（GGCT、HYAL2、BEX1和FABP4）。这些发现表明它们有潜力作为LUAD的候选生物标志物；然而，它们的临床诊断实用性需要在独立的前瞻性队列中进行进一步验证。