Analisis Komprehensif Pengawal Selia Pyroptosis Dan Persekitaran Mikro Imun Tumor dalam Karsinoma Sel Renal Sel Jelas
May 23, 2022
Untuk maklumat lanjut. kenalantina.xiang@wecistanche.com
Abstrak
Latar belakang: Peningkatan bukti telah menunjukkan bahawa pyroptosis boleh mengawal seliapersekitaran mikro imun tumor(MASA) untuk menjejaskan perkembangan tumor. Sebagai tumor yang sangat imunogenik, karsinoma sel renal sel yang jelas (ccRCC) boleh mendapat manfaat daripada imunoterapi, tetapi penyelidikan berkaitan tentang pyroptosis dalam MASA ccRCC masih kekurangan.
Kaedah: Data tersedia yang diperoleh daripada pangkalan data TCGA dan GEO dianalisis untuk mengenal pasti profil ekspresi yang berbeza bagi pyroptosis dalam ccRCC dan tisu normal, dan korelasi pengawal selia pyroptosis dengan TIME dinilai dalam cCRCC.
Keputusan: Menurut analisis pengelompokan konsensus, dua tahap ekspresi pembezaan subtipe dikenal pasti untuk mempengaruhi prognosis pesakit, dan berkaitan dengan peringkat dan gred tumor histologi. Sel imun dikira oleh algoritma CIBERSORT. Tahap infiltrasi yang lebih tinggi bagi sel B naif, sel T berehat memori CD4, sel NK berehat, monosit, dan makrofaj diperhatikan dalam Kluster 1, manakala tahap penyusupan lebih tinggi bagi sel T CD8 ditambah, sel pembantu folikel T, dan Treg diperhatikan dalam Kluster 2 Analisis pengayaan set gen menunjukkan bahawa Kluster 2 diperkaya dalam pelbagai laluan berkaitan imun, termasuk laluan isyarat JAK-STAT. Lebih-lebih lagi, overexpression lapan pusat pemeriksaan imun adalah berkaitan dengan pembangunan ccRCC, terutamanya dalam Kluster 2. Oleh kerana empat pengawal selia pyroptosis yang berpotensi utama, AIM2, CASP5, NOD2 dan GZMB telah disahkan diselaraskan dalam ccRCC oleh analisis RT-qPCR dan selanjutnya disahkan oleh pangkalan data HPA. Analisis pan-kanser selanjutnya mencadangkan bahawa empat pengawal selia pyroptosis ini dinyatakan secara berbeza dan berkaitan dengan MASA dalam pelbagai kanser.
Kesimpulan: Kajian ini memberikan pandangan komprehensif tentang pengawal selia pyroptosis dalam MASA ccRCC, yang mungkin memberikan nilai berpotensi untuk imunoterapi.
Kata kunci: Karsinoma sel renal sel jelas, Pyroptosis, Persekitaran mikro imun tumor, Pusat pemeriksaan imun, Imunoterapi
Klik untuk mengetahui herba cistanches merawat fungsi buah pinggang
Latar belakang
Karsinoma sel renal(RCC) adalah tumor pepejal malignan yang paling biasa pada buah pinggang pada orang dewasa, menyumbang kira-kira 3 peratus daripada semua keganasan dewasa dan 90 peratus daripada keganasan buah pinggang[1]. Pada masa ini, bilangan kematian akibat RCC setiap tahun di seluruh dunia telah melebihi 1,00,000, dan kadar morbiditi dan kematian meningkat pada kadar 2-3 peratus setiap 10 tahun [2]. Menurut versi 2004 klasifikasi patologi RCC WHO, kejadian karsinoma sel renal sel jelas (ccRCC) adalah kira-kira 70 peratus [3]. Walaupun reseksi pembedahan masih merupakan rawatan terbaik untuk ccRCC, pada masa ini tiada rawatan adjuvant pasca operasi yang berkesan, dan ccRCC tidak sensitif kepada radioterapi dan kemoterapi. Menurut literatur,20-40 peratus pesakit mengalami pengulangan selepas pembedahan [4]. Sebagai tumor yang sangat imunogenik, ccRCC boleh mendapat manfaat daripada imunoterapi.
Pyroptosis ialah sejenis kematian sel terprogram yang disertai olehkeradangandicetuskan oleh jangkitan mikroorganisma patogen atau isyarat berbahaya yang lain [5]. Pyroptosis terutamanya dicirikan oleh pembengkakan sel, lisis, dan pembebasan kandungan sitoplasma. Piroptosis yang sesuai adalah mekanisme penting bagi perumah untuk menentang jangkitan oleh mikroorganisma patogen asing. Walau bagaimanapun, pyroptosis yang berlebihan berbahaya atau bahkan membawa maut kepada perumah. Semakin banyak kajian telah menunjukkan bahawa pyroptosis juga memainkan peranan penting dalam perkembangan tumor [6]. Pyroptosis mewujudkan persekitaran yang menghalang tumor dengan melepaskan faktor keradangan. Walau bagaimanapun, pyroptosis juga boleh melemahkan fungsi imun badan kepada sel tumor dan mempercepatkan pertumbuhan tumor dalam kanser yang berbeza. Beberapa kajian telah menunjukkan bahawa kesan proinflamasi yang berkesan bagi pyroptosis adalah berkaitan dengan peraturan persekitaran mikro imun tumor [7]. Penemuan ini menunjukkan bahawa pyroptosis memainkan peranan penting dalam perkembangan tumor dan proses anti-tumor. Walau bagaimanapun, kesan pyroptosis pada prognosis ccRCC tidak jelas. Pemahaman menyeluruh tentang pyroptosis dalam ccRCC masih kurang, termasuk crosstalk antara pengawal selia pyroptosis dan persekitaran mikro imun tumor.
Dalam kajian ini, kami melakukan analisis retrospektif komprehensif berdasarkan pangkalan data The Cancer Genome Atlas(TCGA) dan Pangkalan Data Omnibus Ekspresi Gen (GEO) untuk menganggarkan pengaruh pyroptosis pada TIME dan meneroka lebih lanjut mekanisme asas antara pyroptosis dan TIME individu. pencirian berdasarkan analisis kelompok konsensus. Di samping itu, kajian ini juga mengesahkan hubungan antara pyroptosis dan ekspresi pusat pemeriksaan panas imun.
Bahan dan kaedah
Pemerolehan data dan pengenalpastian ekspresi pembezaan
Data penjujukan RNA (RNA-seq) 539 ccRCC tisu dan 72 normalbuah pinggangtisu serta ciri klinikal yang sepadan daripada pangkalan data TCGA (https://portal.gdc.cancer.gov/) telah diperolehi. Data GSE46699 dan GSE53757 daripada pangkalan data GEO (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/) telah dikumpulkan dan digunakan untuk menilai ekspresi pengawal selia pyroptosis. Selain itu, data ekspresi gen pan-kanser TCGA untuk 33 jenis tumor malignan dan maklumat klinikal yang sepadan, seperti skor stemness berdasarkan mRNA (RNAss) dan DNA-methylation (DNAss) serta sub-jenis imun, diperoleh daripada Universiti. Pangkalan data California Santa Cruz(UCSC Xena, http://xena.ucsc.edu/). 37 pengawal selia pyroptosis dibentangkan dalam Fail Tambahan 4: Jadual S1 dan telah diekstrak daripada penyiasatan terdahulu [8, 9]. Dengan menggunakan pakej "limma", lebih daripada dua kali ganda perubahan dan kadar penemuan palsu(FDR, nilai p terlaras)<0.05 is="" considered="" differential="" gene="" expression.="" the="" immunohistochemistry="" (ihc)="" staining="" images="" of="" pyroptosis="" regulators="" in="" normal="" kidney="" and="" tumor="" tissues="" were="" analyzed="" and="" obtained="" from="" the="" hpa="" database="" (http://www.proteinatlas.org/).to="" compare="" the="" expression="" between="" normal="" and="" tumor="" samples,="" all="" tissues="" were="" selected="" using="" the="" same="">
Pengelompokan konsensus
Analisis regresi Univariate Cox digunakan untuk mengekstrak pengawal selia pyroptosis melalui nilai p "survival" pakej R<0.05). consensus="" clustering="" was="" performed="" to="" explore="" the="" potential="" molecular="" subtype="" between="" the="" bca="" patients="" using="" the="" r="" package"consensus="" cluster="" plus".="" the="" cluster="" count="" (k)="" was="" set="" from="" 1="" to="" 9,="" and="" the="" best="" optimal="" k="" value="" was="" selected="" for="" further="">
Anggaran persekitaran mikro imun tumor
CIBERSORT, alat analisis berdasarkan tandatangan gen imun LM22, digunakan untuk menilai tahap penyusupan imun tumor ccRCC. Algoritma dijalankan untuk 1000 pilih atur dan sampel ccRCC dengan output P<0.05 were="" selected="" for="" further="" analysis.="" the="" "estimate"="" package="" in="" r="" was="" used="" to="" evaluate="" the="" immune="" score="" and="" the="" stromal="" score.="" moreover,="" 8="" com-mon="" immune="" checkpoint="" genes,="" including="" pd-1,="" pd-l1,="" pd-l2,="" ctla4,="" siglec15,="" tigit,="" tim3,="" and="" lad3,="" were="" extracted="" and="" evaluated="" for="" their="" correlations="" with="" pyroptosis="" regulators="" in="">
Analisis pengayaan fungsional
Analisis Gene Ontology(GO) dan Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) analisis laluan isyarat telah dilakukan menggunakan pakej "cluster Profiler" dalam R. Selain itu, Gene Set Enrichment Analysis(GSEA) telah dilakukan untuk mengenal pasti perbezaan dalam set gen yang dinyatakan di antara dua kluster dalam pengayaan laluan KEGG. Bilangan pilih atur telah dilakukan 1000 kali untuk
setiap analisis, dan laluan dengan nilai p terlaras<0.05 and="" q="" values=""><0.05 were="" considered="" statistically="">
Ramalan tindak balas dadah
Berdasarkan maklumat yang diambil daripada pangkalan data Genomics of Drug Sensitivity in Cancer (GDSC)(https://www.cancerrxgene.org/), sensitiviti kemoterapi untuk ccRCC telah dikira. Tiga ubat klinikal biasa telah dipilih untuk meramalkan tindak balas kemoterapi, dan pakej R "pRRophetic" digunakan untuk menganggarkan tindak balas kemoterapi yang ditentukan oleh kepekatan perencatan separuh maksimum (IC50).
Talian sel dan analisis RT-qPCR
Talian sel ccRCC manusia,786-O dan Caki-1, disediakan oleh Haixiang Shen, dan saluran sel epitelium korteks renal manusia normal, HK-2, disediakan oleh Yanhong Ma.RPMI 1640 medium (Gibco) ditambah dengan 10 peratus serum lembu janin (FBS, Gibco) digunakan untuk mengkultur sel. Dan semua sel telah dibiakkan pada 37 darjah dengan 5 peratus karbon dioksida. Jumlah RNA telah diekstrak daripada sel dengan Kit Trizol (Invitrogen, Carlsbad, CA, Amerika Syarikat) mengikut arahan pengilang. Untaian pertama (cDNA) telah ditranskripsikan terbalik dan digunakan sebagai templat untuk analisis qPCR seperti yang diterangkan sebelum ini [10]. Tahap ekspresi pengawal selia pyroptosis (AIM2, NOD2, GZMB, dan CASP5) diukur menggunakan Kit qPCR Green SYBR (Takara, Jepun). Nama gen dan urutan primer disenaraikan dalam Fail tambahan 5: Jadual S2. Tahap mRNA semua gen telah dinormalisasi kepada GAPDH (rujukan normalisasi endogen).
Analisis statistik
Analisis statistik telah dijalankan menggunakan perisian R (http://www.R-project.org,versi 4.0.3), bahasa pengaturcaraan PERL (versi 5.32.1.1, https://www.perl. org /), dan GraphPad Prism 8.0. Pekali korelasi telah dikira oleh Spearmen dan analisis korelasi jarak. Lengkung Kaplan-Meier telah diplot, dan ujian peringkat log digunakan untuk mengira perbezaan survival yang ketara. Ujian Wilcoxon signed-rank digunakan untuk menganalisis pembolehubah selanjar, manakala ujian khi kuasa dua digunakan untuk menganalisis data kategori. Keputusan RT-qPCR dinyatakan sebagai min ± SEM. Perbezaan antara kumpulan telah dinilai oleh ANOVA sehala diikuti dengan ujian perbandingan berbilang Dunnett ad hoc untuk dibandingkan dengan sel buah pinggang normal. Nilai p kurang daripada 0.05 dianggap signifikan secara statistik untuk semua analisis.
Keputusan
Pengenalpastian dan klasifikasi pengawal selia yang berkaitan dengan pyroptosis secara berbeza
Ekspresi 37 gen yang berkaitan dengan pyroptosis dibandingkan dalam kohort TCGA-KIRC, dan 11 gen telah dikenal pasti sebagai gen yang dinyatakan secara berbeza (Rajah 1A). Selepas dua set data bebas daripada pangkalan data GEO digunakan untuk menggambarkan secara luaran ungkapan 11 gen ini dalam ccRCC, enam pengawal selia berkaitan pyroptosis (AIM2, CASP5, NLRP3, NOD2, GZMA, dan GZMB) ditunjukkan sebagai sangat dinyatakan dalam ccRCC (Rajah). .1B). Digabungkan dengan maklumat prognostik pesakit yang dimuat turun daripada set data TCGA, regresi Cox univariate kemudiannya dilaksanakan untuk menyaring gen daripada 6 pengawal selia ini, dan empat daripadanya (AIM2, CASP5, NOD2 dan GZMB) mempunyai kaitan yang ketara dengan prognosis pesakit ccRCC (Rajah 1C) . Untuk menyiasat lebih lanjut hubungan antara ekspresi 4 pengawal selia dan subtipe ccRCC ini, analisis kluster konsensus dilakukan dengan pesakit kohort TCGA-KIRC. Analisis pengelompokan konsensus dilakukan dengan pesakit ccRCC berdasarkan empat pengawal selia pyroptosis ini, dan keputusan menunjukkan pembolehubah pengelompokan (k) =2 dikenal pasti sebagai kestabilan pengelompokan tertinggi dari k =1 hingga 9, menunjukkan bahawa pesakit ccRCC boleh dibahagikan kepada dua kelompok dengan korelasi intrakumpulan tertinggi dan korelasi antara kumpulan terendah (Rajah 1D). Selain itu, pesakit dalam Kluster 1 mempunyai kemandirian keseluruhan (OS) yang menggalakkan berbanding pesakit dalam Kluster 2 (Rajah 1E).
Analisis MASA kluster mengikut pengawal selia pyroptosis
Untuk menyiasat laluan mana yang diperkaya dalam kluster, analisis GSEA telah dilakukan untuk mengenal pasti laluan KEGG penting yang dikaitkan dengan dua kluster. Keputusan menunjukkan bahawa interaksi reseptor sitokin, laluan isyarat reseptor sel T, pemprosesan dan pembentangan anti-gen, laluan isyarat kemokin, sitotoksisiti pengantara sel pembunuh semulajadi, laluan isyarat reseptor seperti tol, laluan isyarat reseptor sel B, dan isyarat JAK-STAT. laluan secara signifikan berkaitan dengan Kluster 2 (Fail tambahan 1: Rajah S1), menunjukkan bahawa kelompok yang mengandungi pengawal selia pyroptosis dikaitkan dengan persekitaran mikro imun tumor. Oleh itu, untuk meneroka perbezaan dalam fungsi imun antara dua kluster, skor ESTIMATE dikira dan menunjukkan bahawa Kluster 2 mempunyai skor ESTIMATE, stromal dan imun yang jauh lebih tinggi berbanding Kluster 1 (Rajah 2A), dan empat pengawal selia pyroptosis adalah positif. berkaitan dengan markah ini (Rajah 2B). Tambahan pula, kedua-dua kelompok mendedahkan perbezaan ketara dalam penyusupan sel imun (Rajah 2C). Kluster 1 mempunyai tahap penyusupan yang lebih tinggi bagi sel B naif, sel T berehat memori CD4, sel NK berehat, monosit, makrofaj M0, makrofaj M2, sel dendritik diaktifkan dan sel mast berehat, manakala Kluster 2 lebih tinggi berkaitan dengan sel plasma, sel T CD8, memori sel T diaktifkan, penolong folikel sel T, pengawalseliaan sel T (Tregs), delta gamma sel T, dan sel NK diaktifkan. Analisis korelasi antara empat pengawal selia dan jenis sel imun menunjukkan bahawa empat pengawal selia mempunyai korelasi positif atau negatif dengan kebanyakan jenis sel imun (Gamb.2D). Menariknya, penyiasatan lanjut mengenai ekspresi pembezaan gen imun antara dua kelompok mendedahkan bahawa jisim gen imun dikawal selia dalam Kluster 2 manakala hanya 5 gen dikawal ke bawah (Fail tambahan 2: Rajah S2A). 10 gen yang paling dikawal dan dikurangkan telah dipilih untuk menganalisis korelasi dan hasilnya ditunjukkan dalam Fail Tambahan 2: Rajah S2B. Analisis GO proses biologi menunjukkan bahawa ekspresi pembezaan gen imun antara kelompok diperkaya dalam mengaktifkan laluan isyarat reseptor permukaan sel dan transduksi isyarattindak balas imun. Analisis komponen selular menunjukkan bahawa gen imun yang dinyatakan secara berbeza adalah banyak dalam kompleks imunoglobulin. Analisis fungsi molekul menunjukkan bahawa gen imun yang dinyatakan secara berbeza melibatkan pengikatan antigen. Analisis KEGG menunjukkan bahawa gen imun yang dinyatakan secara berbeza diperkaya dalam interaksi reseptor sitokin-sitokin (Fail tambahan 2: Rajah S2C, D). Keputusan ini menunjukkan bahawa Kluster 2 dan empat pengawal selia terlibat dalam persekitaran mikro imun tumor.
Persatuan pengawal selia pyroptosis dengan perencat pusat pemeriksaan imun dan sensitiviti dadah yang disasarkan Terapi perencat pusat pemeriksaan imun (ICI) telah ditubuhkan sebagai pilihan rawatan yang mujarab untuk pelbagai jenis tumor, manakala hanya sebahagian kecil pesakit yang mendapat manfaat daripada terapi tersebut. Oleh itu, ungkapan pembezaan ICI dalam subtipe yang berbeza diterokai lebih lanjut. Lapan gen pusat pemeriksaan imun panas (SIGLEC15, TIGIT, PD-L1, TIM3, PD-1, CTLA4, LAG3 dan PD-L2) berkait secara positif dengan Kluster 2(Rajah 3A, B). Menariknya, empat pengawal selia berkait rapat dengan kebanyakan ICI, sementara tiada hubungan yang signifikan antara GZMB dan SIGLEC15(Rajah 3C). Selain itu, mengambil kira nilai rawatan klinikal dalam sensitiviti ubat sasaran, Sunitinib dan Temsirolimus menunjukkan lebih sensitiviti dalam Kluster 1, manakala Axitinib berkait rapat dengan Kluster 2 (Rajah 3D-F). Keputusan ini menunjukkan bahawa klasifikasi ini mungkin memberikan nilai rujukan tertentu untuk ubat klinikal pesakit ccRCC yang berbeza.
Analisis stratifikasi utiliti klinikal kluster Untuk meneroka lebih lanjut nilai klinikal hubungan antara klasifikasi ini dan ciri klinikal yang berbeza, pesakit ccRCC dibahagikan kepada kumpulan yang berbeza mengikut umur pesakit, jantina, gred dan peringkat penyakit. Perlu diingat bahawa peringkat penyakit yang lebih tinggi lebih dikaitkan dengan pesakit dalam Kluster 2, serta gred patologi (Jadual 1; Rajah 4B). Analisis lanjut mengenai hubungan antara pengawal selia pyroptosis dan ciri klinikal menunjukkan bahawa tahap ekspresi empat pengawal selia telah meningkat dengan peningkatan peringkat penyakit dan gred patologi, manakala hanya AIM2 yang lebih tinggi dinyatakan pada lelaki berbanding wanita. Tiada perbezaan yang ketara antara ekspresi empat pengawal selia dan umur pesakit (Rajah 4A).
Pengesahan eksperimen bagi ekspresi empat pengawal selia Berdasarkan analisis bioinformatik bagi ungkapan empat pengawal selia ini, kami menganalisis tahap ekspresi mRNA dan protein. Berbanding dengan sel normal, tahap ekspresi 4 gen ini dikawal kepada tahap yang berbeza-beza dalam dua garisan sel ccRCC (Rajah 5A). Sejajar dengan itu, corak ekspresi protein AIM2, NOD2, dan GZMB daripada pangkalan data HPA mendedahkan bahawa pengawal selia juga terlalu tertekan dalam tisu ccRCC berbanding tisu biasa (Rajah 5B).
Empat corak ekspresi pengawal selia pyroptosis dalam pelbagai kanser
Penyiasatan lanjut mengenai corak ekspresi empat pengawal selia pyroptosis dalam kanser pan menunjukkan bahawa empat pengawal selia pyroptosis dinyatakan secara berbeza dalam berbilang kanser (Rajah 6A). AIM2 dinyatakan secara berbeza dalam pelbagai kanser, termasuk pundi kencing, payudara, esofagus, buah pinggang, hati , paru-paru, perut dan endometrium, serta CASP5, NOD2 dan GZMB (Rajah 6A). Analisis lanjut mendapati bahawa AIM2 adalah yang paling positif berkaitan dengan HNSC, manakala CASP5 berkaitan secara negatif dengan COAD (Rajah 6B). Dan AIM2 dan GZMB ialah dua gen dengan perkaitan positif yang paling ketara (Pekali korelasi =0.59, Rajah.6C).
Semasa perkembangan kanser, sel-sel tumor secara beransur-ansur boleh kehilangan fenotip yang berbeza dan memperoleh ciri-ciri seperti progenitor dan sel stem[11]. Secara amnya, RNAss dan DNAss boleh digunakan untuk menilai ketangkasan sel stem kanser [12]. Oleh itu, korelasi antara pengawal selia pyroptosis dengan stem tumor yang diukur oleh RNAss dan DNAss telah diterokai. Empat pengawal selia secara signifikan berkorelasi positif atau negatif dengan RNA dan DNA dalam kebanyakan kanser pan (Rajah 6D). Terutama, dalam KIRC, AIM2 dan GZMB masing-masing dikaitkan secara positif atau negatif dengan RNA, manakala NOD2 dikaitkan secara negatif dengan DNAss (Fail tambahan 3: Rajah S3).
Persatuan empat pengawal selia pyroptosis dengan persekitaran mikro imun tumor dalam kanser pan
Berdasarkan kesan pengawalseliaan penting gen pyroptosis pada jenis sel imun yang berbeza, empat pengawal selia telah disiasat selanjutnya dalam persekitaran mikro pan-kanser. Menariknya, kecuali AIM2 dikaitkan secara negatif dengan DLBC dan CASP5 dikaitkan secara negatif dengan COAD dan READ dalam skor ESTIMATE dan skor stromal, yang lain dikaitkan secara positif dengan kanser dalam skor imun, skor stromal, dan skor ESTI-MATE (Rajah 7A). ). Untuk meneroka ekspresi empat pengawal selia pyroptosis dalam subtipe imun yang berbeza dalam kanser pan, infiltrat imun dibahagikan kepada enam jenis untuk analisis yang sepadan daripada mempromosikan tumor kepada penindasan tumor, masing-masing, termasuk penyembuhan luka, IFN-y dominan, radang, limfosit habis, senyap secara imunologi, dan dominan TGF. Menariknya, empat pengawal selia pyroptosis semuanya berkait secara signifikan dengan subtipe imun, dan empat pengawal selia pyroptosis paling tinggi dinyatakan dalam dominan IFN-y, diikuti oleh dominan TGF (Rajah 7B). Dalam KIRC, bagaimanapun, ekspresi empat pengawal selia pyroptosis adalah yang tertinggi dalam C2 sama seperti analisis pan-kanser. AIM2, yang mempunyai ekspresi kedua tertinggi dalam subtipe imun, berkaitan dengan Cl, manakala NOD2, CASP5 dan GZMB berkaitan dengan C6(Rajah 2E).
Perbincangan
Reseksi pembedahan adalah rawatan pertama untuk karsinoma sel renal dalam amalan klinikal kami. Walau bagaimanapun, masih sukar untuk membuang metastasis karsinoma sel renal. Karsinoma sel renal metastatik tahan terhadap radioterapi dan terapi sistemik, termasuk terapi hormon, dan kemoterapi [13]. Percubaan klinikal nivolumab, perencat pusat pemeriksaan imun anti-PD-L1, untuk rawatan ccRCC metastatik (CheckMate-025) telah menunjukkan bahawa nivolumab mempunyai OS, nisbah bahaya, ORR dan kadar tindak balas keseluruhan yang sangat unggul [ 14]. Kajian ini menunjukkan bahawa penggunaan imunoterapi dalam rawatan ccRCC mempunyai prospek yang besar. Analisis mendalam tentang heterogeniti MASA ccRCC boleh membantu menyediakan pengurusan imunoterapi yang tepat dan individu untuk meningkatkan kesan rawatan dan kualiti prognosis kelangsungan hidup pesakit. Di sini, pesakit ccRCC dipisahkan kepada dua subtipe molekul bebas dengan ciri klinikal yang berbeza, ekspresi gen imun, dan TIME melalui pengelompokan konsensus untuk empat pengawal selia pyroptosis utama. Menurut kajian ini, Kluster 2 mempunyai prognosis yang lebih buruk daripada Kluster 1, tetapi Kluster 2 lebih sensitif terhadap imunoterapi.
Di antara mekanisme kematian intrinsik sel, pyroptosis telah mendapat perhatian yang semakin meningkat. Pyroptosis ialah sejenis kematian sel radang terprogram yang baru dikenali yang diaktifkan melalui laluan yang dimediasi oleh caspase klasik-1 inflammasom atau caspase bukan klasikal-4,caspase-5 dan caspase{{4} } [15]. Baru-baru ini, bukti yang muncul telah melaporkan peranan penting pyroptosis dalam tumorigenesis keganasan manusia [16,17]. Pyroptosis menghalang pertumbuhan tumor dalam kanser kolorektal, kanser hati dan kanser kulit, tetapi ia mempunyai kesan dua hala pada kanser payudara [18-20]. Dalam ccRCC, masih tidak diketahui bagaimana gen berkaitan pyroptosis berinteraksi dan sama ada ia berkaitan dengan masa kelangsungan hidup pesakit. Ekspresi kebanyakan gen pengawalseliaan pyroptosis berkorelasi secara positif dan memainkan peranan prognostik yang penting dalam ccRCC. Penemuan ini menunjukkan bahawa pengawal selia pyroptosis mungkin memainkan peranan penting dalam mengawal selia tumorigenesis dan pembangunan ccRCC. Dalam kajian ini, empat pengawal selia pyroptosis yang sangat dinyatakan dalam kanser buah pinggang dan menyebabkan prognosis yang buruk telah dikenalpasti. AIM2 ialah reseptor imun semula jadi sitosol yang mengiktiraf DNA untai dua (dsDNA) yang dikeluarkan semasa gangguan selular dan serangan patogen. AIM2 yang diaktifkan mengaktifkan laluan klasik pyroptosis melalui caspase-1 [21]. AIM2 mungkin memainkan peranan unik dalam jenis kanser yang berbeza [22-25], dan kajian ini menunjukkan bahawa AIM2 memainkan peranan menggalakkan kanser dalam ccRCC. Caspase-5(CASP5), serupa dengan caspase-4 dan caspase-1l, ialah protein eksekutif caspase-1-piroptosis bebas [26]. GZMB digunakan oleh limfosit sitotoksik sebagai senjata molekul untuk pertahanan terhadap sel perumah yang dijangkiti virus dan berubah secara malignan[27]. Ekspresi rendah GZMB berkaitan dengan metastasis awal dalam kanser kolorektal, mencadangkan penyusupan saluran darah dan saraf [28]. Menariknya, analisis kami mendapati bahawa GZMB adalah gen yang berkorelasi positif dalam kanser buah pinggang. NOD2 ialah reseptor pengecaman corak yang boleh mengawal tindak balas imun semula jadi hos dan mencegah keradangan, steatosis, dan obesiti [29]. Histon H3 ekstraselular yang disebabkan oleh LPS boleh menyebabkan pyroptosis semasa sepsis melalui laluan NOD2 dan VSIG4/NLRP3 [30]. Ia masih tidak diketahui bagaimana gen ini berinteraksi antara satu sama lain semasa pyroptosis sel dalam ccRCC.
Dalam amalan klinikal kami, perencat tirosin kinase reseptor faktor pertumbuhan endothelial vaskular (VEGFR-TKIs) telah menjadi standard penjagaan untuk mRCC [31]. Sunitinib, perencat spektrum luas kinase tirosin reseptor, telah digunakan secara meluas sebagai standard rawatan untuk terapi lini pertama ccRCC lanjutan [32]. Walau bagaimanapun, tidak semua pesakit RCC sensitif terhadap rawatan sunitinib, dan kebanyakan pesakit akan mengalami ketahanan terhadap sunitinib selepas beberapa bulan rawatan. Oleh itu, kunci untuk memilih sunitinib untuk rawatan adalah memilih pesakit yang sensitif terhadap sunitinib. Kajian ini menunjukkan bahawa Kluster 1 lebih sensitif kepada sunitinib, manakala Kluster 2 lebih sensitif kepada axitinib.
Memahami ungkapan pengawal selia pyroptosis dalam ccRCC sebelum rawatan boleh membantu mereka bentuk pilihan rawatan disasarkan yang lebih dioptimumkan untuk memberi manfaat kepada pesakit. Beberapa kajian telah menunjukkan bahawa kesan proinflamasi yang berkesan bagi pyroptosis adalah berkaitan dengan peraturan persekitaran mikro imun tumor [33]. Walau bagaimanapun, potensi peranan pyroptosis dalam persekitaran mikro imun ccRCC masih sukar difahami. Berdasarkan ciri-ciri ekspresi pengawal selia pyroptosis, kajian ini menunjukkan bahawa pesakit dalam kelompok yang berbeza mempunyai korelasi yang berbeza dengan penyusupan imun yang berbeza. Tahap infiltrasi sel B naif yang lebih tinggi, rehat memori sel T CD4, rehat sel NK, monosit, makrofaj M0 dan makrofaj M2 diperhatikan dalam Kluster 1. Sebaliknya, Kluster 2 lebih tinggi berkaitan dengan CD8 plus Sel T, Tregs, dan sel pembantu folikel T. Treg boleh merembeskan pelbagai sitokin imunosupresif, yang membawa kepada pelepasan imun sel tumor. Kajian telah menunjukkan bahawa Tregs berkesan menghalang pembiakan sel T effector dan tahap penyusupan sel CD8＋ T yang tinggi merupakan faktor prognostik yang tidak menguntungkan untuk ccRCC [34,35]. Prognosis buruk Kluster 2 dan kesimpulan kedua-dua kesimpulan ini adalah saling konsisten. Kluster 2 berkorelasi positif dengan lapan ICI panas (SIGLEC15, TIGIT, PD-L1, T IM3, PD-1, CTLA4, L AG3 dan PD-L2). Berdasarkan penemuan ini, keputusan kelangsungan hidup yang lemah bagi Kluster 2 mungkin disebabkan oleh penurunan tahap imuniti anti-tumor, dan Kluster 2 mungkin lebih bermanfaat dalam terapi imun. Keputusan GSEA menunjukkan bahawa Kluster 2 berkaitan dengan pelbagai laluan isyarat pengawalseliaan imun. Yang penting, laluan isyarat JAK-STAT berkaitan dengan karsinogenesis dan penyusupan imun ccRCC. Oleh itu, kami membuat spekulasi bahawa pyroptosis boleh mengawal komposisi persekitaran mikro imun tumor. Kajian kami mencadangkan bahawa ccRCC dengan ekspresi tinggi 4 gen ini mungkin lebih sensitif terhadap imunoterapi.
Tahap ekspresi empat pengawal selia meningkat dengan peningkatan peringkat penyakit dan gred patologi, dan tidak terdapat perbezaan yang signifikan antara ekspresi empat pengawal selia dan umur pesakit, yang konsisten dengan prognosis lebih teruk Kluster 2.
Memandangkan pyroptosis terlibat secara meluas dalam pelbagai proses biologi, kami menyiasat sama ada empat pengawal selia pyroptosis dalam Kluster 2 juga memainkan peranan penting dalam jenis kanser lain. Analisis pan-kanser kemudiannya dilakukan, dan keputusan menunjukkan bahawa empat pengawal selia pyroptosis ini berkait rapat dengan skor stromal, skor imun, dan skor ESTIMATE dalam pelbagai jenis kanser. Keputusan ini menunjukkan bahawa empat pengawal selia pyroptosis ini adalah sasaran yang berpotensi untuk pelbagai imunoterapi kanser dan tidak terhad kepada ccRCC.
Pada masa hadapan, analisis pengesahan boleh dipercayai selanjutnya diperlukan dalam kohort yang lebih besar. Di samping itu, eksperimen in vitro dan in vivo tambahan diperlukan untuk menjelaskan mekanisme pengawalseliaan antara pengawal selia pyroptosis dan persekitaran mikro imun tumor.
Kesimpulan
Ringkasnya, kajian ini secara sistematik menganalisis profil ekspresi pengawal selia pyroptosis dalam ccRCC dan kaitannya dengan pusat pemeriksaan imun dan peranan dalam persekitaran mikro imun tumor. Ekspresi pengawal selia pyroptosis sangat berkaitan dengan pusat pemeriksaan imun seperti PD-L1 dan CTLA4. Dua subtipe bebas juga ditubuhkan melalui pengelompokan pengawal selia pyroptosis yang konsisten. Heterogenitas tumor dan perbezaan dalam ekspresi pusat pemeriksaan imun dan persekitaran mikro imun tumor diperhatikan antara kedua-dua subtipe, yang akan membantu stratifikasi risiko dan rawatan tepat pesakit ccRCC. Analisis pan-kanser satu langkah menunjukkan bahawa pengawal selia pyroptosis ini berkait rapat dengan skor stromal, skor imun, dan skor ESTIMATE dalam banyak jenis kanser. Yang penting, ujian klinikal masa hadapan dan penyelidikan asas akan membantu menentukan sasaran untuk meningkatkan keberkesanan imunoterapi kanser.