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基于内质网应激相关基因构建胰腺癌预后预测模型

吕胜男 彭新宇 张健 刘欢 魏锋

引用本文:
Citation:

基于内质网应激相关基因构建胰腺癌预后预测模型

DOI: 10.3969/j.issn.1001-5256.2023.12.021
基金项目: 

国家自然科学基金 (81972273);

国家自然科学基金 (82273276)

伦理学声明:本研究方案于2022年2月28日经由吉林大学第一医院伦理委员会审批,批号:2022-017。
利益冲突声明:本文不存在任何利益冲突。
作者贡献声明:吕胜男负责课题设计,数据收集与分析,实验设计及操作,撰写论文;彭新宇负责数据分析及撰写代码;张健负责修改文章;刘欢负责组织样本收集及处理;魏锋负责拟定研究思路,指导文章撰写并最后定稿。
详细信息
    通信作者:

    魏锋, wei_feng@jlu.edu.cn (ORCID: 0000-0001-8451-4516)

Establishment of a prognostic prediction model for pancreatic cancer based on endoplasmic reticulum stress-related genes

Research funding: 

National Natural Science Foundation of China (81972273);

National Natural Science Foundation of China (82273276)

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  • 摘要:   目的  阐明内质网应激基因在胰腺癌预后中的作用,寻找胰腺癌的预后标志物并构建预后预测模型。  方法  从TCGA和GTEx数据库下载转录组测序数据,通过MsigDB网站获取内质网应激基因,通过单因素Cox回归分析,获取预后相关基因,利用共识聚类分析方法构建胰腺癌分子分型,获取两亚群间的差异表达基因,通过Lasso回归分析,获得胰腺癌预后相关的核心基因,用于构建胰腺癌的预后预测模型,通过GEO数据库获取数据集对模型的预测性能进行验证。利用CIBERSORT分析风险评分与免疫浸润的相关性。实时荧光定量PCR检测基因在胰腺癌组织和细胞系中的表达情况。计量资料两组间比较采用成组t检验。计数资料两组间比较采用χ2检验。利用Log-rank检验进行生存期的比较。通过评估ROC曲线下的面积以评价模型的预测价值。  结果  内质网应激基因CEBPB、MARCKS、PMAIP1、UBXN10是胰腺癌预后的独立危险因素,基于它们的表达特征能够将TCGA胰腺癌队列分为两个亚群,簇A和簇B,簇A患者的总体生存期比簇B更短(χ2=12.232,P=0.01)。利用Lasso回归从簇A和簇B间差异表达的影响胰腺癌预后的基因中筛选出5个核心基因,获得的风险评分为:0.156×CDA+0.135×AHNAK2+0.020×RHOV+0.095×LY6D+0.054×SPRR1B,ROC曲线反映该模型的总体预测性能良好,1、3、5年的ROC曲线下面积分别为0.731、0.712、0.686,并且依据此模型划分的低风险组的总体生存期要长于高风险组(χ2=11.733,P=0.001)。该模型在外部数据集GSE57495中展现出了良好的预测性能。实时荧光定量PCR结果表明,与癌旁正常组织相比,CDA、AHNAK2、RHOV、LY6D、SPRR1B在40对胰腺癌组织中显著上调(t值分别为2.529、2.458、3.314、3.583、5.082,P值均<0.05)。  结论  根据CDA、AHNAK2、RHOV、LY6D、SPRR1B的表达特征可以预测胰腺癌预后,该组基因的整体高表达与胰腺癌患者的不良预后相关。

     

  • 图  1  胰腺癌预后相关内质网应激基因森林图

    Figure  1.  Forest map of ER stress genes associated with prognosis in pancreatic cancer

    图  2  依据胰腺癌内质网应激基因划分的两个亚群的聚类热图及生存曲线

    注: a,共识聚类分析将胰腺癌分为两个亚群; b,两个亚群的Kaplan-Meier生存曲线。

    Figure  2.  Cluster heat map and survival curve of two clusters of pancreatic cancer based on ER stress genes

    图  3  Lasso回归结果及模型预测效果

    注: a,Lasso回归交叉验证曲线;b,Lasso回归系数路径图;c,预测模型ROC曲线;d,预测模型高低风险组的Kaplan-Meier生存曲线。

    Figure  3.  The results of Lasso regression and the effectiveness of this prediction model

    图  4  模型对外部数据集生存期的预测结果

    注: a,对GSE57495进行预测的ROC曲线; b,GSE57495高低风险组的生存曲线。

    Figure  4.  Survival prediction of external datasets using this model

    图  5  CDA、AHNAK2、RHOV、LY6D、SPRR1B在肿瘤组织和正常组织的表达量

    Figure  5.  The expression levels of CDA, AHNAK2, RHOV, LY6D, and SPRR1B in the tumor and normal tissues

    图    附录A、B见二维码

    表  1  引物序列

    Table  1.   Primer sequences

    引物名称 引物序列(5'-3')
    CDA 上游引物:GCCAAGAAGTCAGCCTACTGCC 下游引物:CTTCTGGATAGCGGTCCGTTCA
    AHNAK2 上游引物:TCCTGGTGGAAGCGAGATTCAG 下游引物:ACCACCTGTGACACTGTAGCCA
    RHOV 上游引物:ACTGCGCTGGACACCTTCTCTG 下游引物:CACGCCAGGAAGACATCGGTAT
    LY6D 上游引物:AGCTCTCGCTTCTGCAAGACCA 下游引物:TCTCATTGCACAGGTCCTCCTG
    SPRR1B 上游引物:CTGCCCTTCAATAGTCACTCCAG 下游引物:CTCATACGCAGAATGGGATAGGG
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-09-10
  • 录用日期:  2023-10-09
  • 出版日期:  2023-12-12
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