铜死亡热点：单基因肿瘤纯生信分析发表BMC bioinformatics！

导语

探究铜死亡相关基因在乳腺癌中的预后和生物学意义。

背景介绍

上回我们分享了铜死亡基因构建预后模型发表在6分+的生信期刊Computers in Biology and Medicine上（依然是热点！铜死亡基因构建预后模型发表6分+），今天小编再为大家分享一篇铜死亡单基因单肿瘤分析就发表在BMC bioinformatics的文章，题目为High expression of cuproptosis-related SLC31A1 gene in relation to unfavorable outcome and deregulated immune cell infiltration in breast cancer: an analysis based on public databases。同样也提示我们选择期刊的重要性！

数据介绍

来自TCGA的公共数据（https://xenabrowser.net/）。

研究流程

图1

结果解析

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铜死亡相关基因SLC31A1与乳腺癌相关

作者从TCGA数据库下载了1164例（包括1053例肿瘤和111例正常）乳腺癌患者转录组的基因表达数据以及相关临床信息。所有（13个）与铜死亡相关的基因在乳腺癌和正常样本之间均差异表达。基因ATP7B、SLC31A1和PDHB在肿瘤中的表达较高，而基因ATP7A、PDHA1、DBT、DLAT、DLD、DLST、FDX1、GCSH、LIAS和LIPT1在正常样本中的表达较高。

在单变量Cox回归分析中，基因DLAT、SLC31A1、ATP7A和ATP7B的表达水平与OS显著相关（图2A）。SLC31A1在单变量Cox回归和Kaplan-Meier（K-M）分析中P值最小，因此选择SLC31A1进行进一步研究。

图2

乳腺癌样本中SLC31A1的表达水平显著高于正常样本（图2B-C）。除乳腺癌外，与正常样本相比，在膀胱癌、宫颈癌、食道癌、子宫癌、胃癌、头颈癌肿瘤样本以及嗜铬细胞瘤和副神经节瘤中发现更高水平的SLC31A1。相反，与胆管癌，肾癌，肺癌，前列腺癌和甲状腺癌的肿瘤样品相比，正常样品中的SLC31A1表达更高。

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SLC31A1在乳腺癌中的预后

根据中位临界值，将517例乳腺癌患者分别分为高、低SLC31A1表达组。生存分析显示，低表达组的总体生存（OS）明显长于高表达组（图3A，P=0.004）。1年、3年、5年和10年的曲线下面积（AUCs）分别为0.579、0.582、0.593和0.536（图3B）。此外，低表达组的PFS明显长于高表达组（图3C，P=0.041）。

图3

03

SLC31A1与临床特征的相关性

SLC31A1与年龄、临床分期、T期、M期和N期等临床特征无统计学意义（图4）。

图4

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预后列线图的构建和验证

根基于TCGA数据，作者为乳腺癌的1年，3年，5年和10年总体生存预测建立了列线图。最终将SLC31A1的表达水平、年龄、T期、N期和临床阶段作为参数（图5A）。1年、3年、5年、10年的校准曲线与理想型非常吻合（图5B）。

接下来，作者进行了单变量和多变量Cox回归分析，来判断SLC31A1在乳腺癌中的独立预后作用。单变量和多变量回归分析表明，SLC31A1是OS的独立预后因子，HR分别为1.375和1.397（图5C，D）。

图5

05

SLC31A1在乳腺癌中的功能富集

作者进行了共表达分析，共发现206个基因与SLC31A1显著相关，其中55个为负相关，151个为正相关。图6A显示了SLC31A1与SLC31A1高度相关的11个基因之间的相互作用。

在高SLC31A1表达组和低SLC31A1表达组之间共鉴定出350个差异表达基因（DEGs），其中164个基因上调，186个基因下调（图6B）。接下来进行GO分析和KEGG通路分析，发现DEGs主要富集免疫应答和代谢过程（图6C），以及钙和IL-17信号通路（图6D）。此外，GSEA分析显示，在SLC31A1表达较低的乳腺癌患者中，与代谢和心肌病相关的细胞功能得到丰富（图6E，F）。

图6

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SLC31A1与免疫浸润

基于“CIBERSORT”包对高SLC31A1表达和低SLC31A1表达组之间的免疫细胞浸润水平进行差异分析。SLC31A1与肿瘤浸润免疫细胞之间存在显著相关性。活化记忆CD4 T细胞、自然杀伤（NK）细胞静息、巨噬细胞M1、活化树突状细胞和中性粒细胞的浸润水平与SLC31A1呈正相关，而CD8 T细胞、调节性T细胞、记忆B细胞、静息肥大细胞、浆细胞和活化的NK细胞的浸润水平与SLC31A1呈负相关（图7A、 B）。根据TIMER数据库，SLC31A1的表达水平与CD4 + T细胞，巨噬细胞，髓突状细胞和嗜中性粒细胞呈正相关（图7C）。

图7

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SLC31A1与药物敏感性

首先，作者探究了SLC31A1与免疫检查点抑制剂之间的相关性。SLC31A1与所有23个免疫检查点相关基因显著相关（P<0.001）。其中，SLC31A1与TNFRSF18和TNFRSF14呈负相关，而与TNFSF15、CD274、CD80和PDCD1LG2呈正相关（图7D）。

图8

接下来，作者对多柔比星、多西紫杉醇和紫杉醇等常见化疗药物在SLC31A1高表达和低表达组的IC50进行差异分析。紫杉醇的IC50在高表达组中显著降低（图8C）。SLC31A1与阿霉素或多西紫杉醇之间未发现显著相关性（图8A，B）。结果表明，SLC31A1在乳腺癌中的高表达可能预测对紫杉醇治疗的反应更好。

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免疫组化验证

从人体蛋白图谱（HPA）数据库中获得正常乳腺组织和肿瘤组织的免疫组织化学染色图。SLC31A1在乳腺肿瘤组织中的表达水平显著高于正常组织中的表达水平（图9A，B）。

图9

小编总结

本文由13个与铜死亡相关的基因入手，挑选出差异表达和预后都最显著的SLC31A1进行了下一步的常规单基因生信分析，包括与临床特征的相关性、预后、基因相关性、功能富集、免疫浸润、药物敏感性等，工作比较全面，亮点在于分析的是铜死亡相关基因中最显著的SLC31A1，且使用数据库中免疫组化图片进行差异表达验证。