基于TCGA細(xì)胞焦亡相關(guān)基因特征在白血病的綜合分析
數(shù)據(jù)下載
總體而言,我們檢查了 244 名 AML 患者?;颊咛卣饕姳鞸1?。我們采用 TCGA-LAML 患者群體作為訓(xùn)練隊列來識別與 AML 預(yù)后相關(guān)的 PRG 特征。GSE71014 患者群體被用作外部驗證隊列。
預(yù)后性細(xì)胞焦亡相關(guān)基因特征的構(gòu)建
我們從上述兩個隊列中檢索了 57 個 PRG 和匹配的臨床數(shù)據(jù)。使用訓(xùn)練隊列的單變量分析,我們確定了 10 個與 AML OS 密切相關(guān)的 PRG (P < 0.05)。10個預(yù)后相關(guān)PRG的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)如圖1B所示。隨后,采用 LASSO 回歸分析來生成預(yù)后 PRG 特征。

接下來,我們使用癌癥基因組學(xué)的 cBioPortal檢查了癌細(xì)胞系百科全書數(shù)據(jù)庫中 6 個 PRG 的突變變體。在分析的6個PRG中?,?ZBP1、?NOD1、?CHMP7和NLRP2基因常發(fā)生突變。此外,我們使用 GCBI 數(shù)據(jù)庫識別了 23 種相關(guān)蛋白質(zhì)。其中,五種蛋白質(zhì)與我們的預(yù)后模型有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián),而一種CHMP7則沒有
接下來,我們根據(jù)中值閾值將訓(xùn)練隊列分成 HR (n = 70) 或 LR (n = 70) 子隊列。與 LR 子隊列相比,HR 子隊列具有更大的年齡和更高的細(xì)胞遺傳學(xué)風(fēng)險。此外,HR 患者比 LR 患者面臨早期死亡率。同樣,相對于 LR 子隊列,HR 子隊列的 OS 明顯更差 (P < 0.001)此外,我們采用 Kaplan-Meier 分析對訓(xùn)練隊列中較年輕(≤60 歲)和較年長(>60 歲)的個體進(jìn)行亞組分析。根據(jù)我們的分析,無論年齡如何(≤60 歲或 >60 歲,P < 0.05),HR 子隊列的預(yù)后都不好。我們還對訓(xùn)練隊列的細(xì)胞遺傳學(xué)風(fēng)險“良好”、“中等”和“差”隊列進(jìn)行了 Kaplan-Meier 分析。我們證明了 HR 子隊列在所有類別的細(xì)胞遺傳學(xué)風(fēng)險中都具有不利的預(yù)后(P < 0.05)”。此外,采用 ROC 分析來確定 PRG 特征的敏感性和特異性。訓(xùn)練隊列中 1 年、2 年、3 年和 5 年 OS 的 AUC 分別為 0.792、0.840、0.813 和 0.819


在外部驗證隊列中驗證預(yù)后性細(xì)胞焦亡相關(guān)基因特征
我們接下來檢查了外部驗證隊列 (GSE71014) 中 PRG 簽名的可預(yù)測性。這些患者首先被分為 HR (n = 53) 或 LR (n = 51) 子隊列,具體取決于訓(xùn)練隊列的中位 RS。與我們在訓(xùn)練隊列中的結(jié)果類似,GSE71014 隊列中的 HR 子隊列相對于 LR 子隊列也有早期死亡率。相反,LR 子隊列顯示出良好的預(yù)后(P < 0.001)。在 GSE71014 隊列中,1 年、2 年、3 年和 5 年 OS 的 AUC 分別為 0.763、0.732、0.630 和 0.597。我們還使用熱圖進(jìn)行比較?6 個 PRG 的表達(dá)。
訓(xùn)練隊列的單變量和多變量 COX 分析
我們對訓(xùn)練隊列中的RS 和其他預(yù)后因素進(jìn)行了單變量和多變量 COX 分析。單變量分析將 RS 確定為訓(xùn)練隊列中 OS 的獨(dú)立預(yù)后因素(P < 0.001,3.658[2.543–5.261])。在多變量分析中調(diào)整臨床混雜因素后,RS 再次被認(rèn)為是訓(xùn)練隊列中 AML OS 的獨(dú)立預(yù)測因子。
(P < 0.001,3.168[2.106–4.766])
兩個隊列的功能富集分析
使用 GSEA 分析,我們揭示了兩個隊列中與 RS 相關(guān)的生理活動和信號通路。HR 子隊列中明顯豐富的網(wǎng)絡(luò)包括免疫網(wǎng)絡(luò),即 NK 細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性,以及 T 和B 細(xì)胞受體網(wǎng)絡(luò)。

預(yù)后因素和合并風(fēng)險評分的比較
列線圖用于整合訓(xùn)練隊列中的年齡、細(xì)胞遺傳學(xué)風(fēng)險類別和 RS(圖 5A)。此外,校準(zhǔn)圖表明我們新開發(fā)的列線圖在估計 1 年、2 年、3 年和 5 年 OS 方面具有出色的準(zhǔn)確性事實上,與單獨(dú)的年齡和細(xì)胞遺傳學(xué) RS 相比,綜合評分的 1 年、2 年、3 年和 5 年 OS AUC 顯著增加,表明我們的列線圖可以極大地改善 AML OS 估計

阿霉素通過 Caspase-3 誘導(dǎo)的 U937 和 THP-1 細(xì)胞 GSDME 切片誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡
阿霉素 (DOX) 是一種常見的抗白血病化療藥物,可通過 caspase-3 誘導(dǎo)的 GSDME 切片 (GSDME-N) 誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡。Q-VD-OPH 是一種泛半胱天冬酶抑制劑,可與 caspase-3 形成共價鍵并永久隔離 caspase-3?[42]、[43]?;诖?,我們使用蛋白質(zhì)印跡法評估了單獨(dú)或組合使用 DOX 和 Q-VD-OPH 孵育的 U937 和 THP-1 細(xì)胞中的 GSDME-F 和 GSDME-N 蛋白水平。根據(jù)我們的結(jié)果,DOX 處理后 GSDME-N 表達(dá)升高,而 Q-VD-OPH 處理抑制了 U937 和 THP-1 細(xì)胞中 DOX 誘導(dǎo)的 GSDME-N 上調(diào).?這些結(jié)果表明,DOX 暴露通過 GSDME 的 Caspase-3 依賴性裂解刺激細(xì)胞焦亡,而 Q-VD-OPH 抑制 U937 和 THP-1 細(xì)胞中 DOX 誘導(dǎo)的細(xì)胞焦亡。

DOX 通過激活 U937 和 THP-1 細(xì)胞中的細(xì)胞焦亡誘導(dǎo)細(xì)胞死亡和細(xì)胞凋亡
我們接下來測試了DOX 和/或 Q-VD-OPH 處理 U937 和 THP-1 細(xì)胞后的細(xì)胞活力。將 U937 和 THP-1 細(xì)胞單獨(dú)或組合暴露于不同劑量的 DOX(0 μM、0.02 μM、0.04 μM、0.08 μM、0.16 μM 和 0.32 μM)和 Q-VD-OPH (40 μM) 中 48 小時, 在通過 CCK8 進(jìn)行細(xì)胞活力分析之前。正如預(yù)測的那樣,我們的結(jié)果顯示 DOX 處理可以劑量依賴性地誘導(dǎo)細(xì)胞死亡,而 Q-VD-OPH 處理在 U937 和 THP- 1 個細(xì)胞 (P < 0.05)。這些結(jié)果證實,DOX 處理通過激活 U937 和 THP-1 細(xì)胞中的細(xì)胞焦亡誘導(dǎo)細(xì)胞死亡。
接下來,我們使用流式細(xì)胞術(shù)和膜聯(lián)蛋白 V-異硫氰酸熒光素/碘化丙錠雙染來測量單獨(dú)或聯(lián)合使用 DOX (0.08 μM) 和 Q-VD-OPH (40 μM) 處理后 U937 和 THP-1 細(xì)胞的細(xì)胞凋亡。組合 48 h。結(jié)果表明,DOX 處理顯著誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,Q-VD-OPH 處理顯著降低 U937 和 THP-1 細(xì)胞中 DOX 誘導(dǎo)的細(xì)胞焦亡數(shù)量(P < 0.05)。這些結(jié)果證明,DOX 處理通過激活 U937 和 THP-1 細(xì)胞中的細(xì)胞焦亡來刺激細(xì)胞凋亡。
