時 謹 代德柱 宋旭東 郭霞梅 封紫玉 陶國全
(南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院胃腸外科,淮安 223300)
胃癌是第五大常見癌癥之一,同時也是全球第二大癌癥相關(guān)死亡原因,流行性及危害性巨大[1-2]。胃作為一種囊狀器官,早期腫瘤不易導(dǎo)致管腔阻塞引起癥狀,因此大部分患者確診時已處于晚期[3]。目前胃癌主要治療方法包括手術(shù)、放化療和靶向治療等。化學(xué)療法和靶向治療在改善晚期胃癌患者預(yù)后方面作用有限,急需新的治療手段[4-5]。探索胃癌患者預(yù)后相關(guān)生物標(biāo)志物對改善晚期胃癌患者預(yù)后至關(guān)重要[6]。
纖溶酶原激活物抑制劑1 型(plasminogen activator inhibitor type 1,SERPINE1)是絲氨酸蛋白酶的重要抑制劑,在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細胞黏附和細胞遷移中發(fā)揮重要作用[7-8]。已有研究表明SERPINE1在多種癌癥中異常表達,促進癌癥發(fā)生發(fā)展[9-10]。但SERPINE1在胃癌中的作用鮮有報道。
本研究首先對SERPINE1 在多種類型人類癌癥中進行了表達分析和生存分析,運用多維分析評價目標(biāo)基因在胃癌中的表達及相關(guān)基因和功能網(wǎng)絡(luò),探討其表達差異與腫瘤免疫的聯(lián)系,為發(fā)現(xiàn)可能存在的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供理論依據(jù),在胃癌隊列中進行了基因共表達分析、免疫細胞浸潤和免疫檢查點相關(guān)性分析,探索了SERPINE1 的非編碼RNA 網(wǎng)絡(luò)(ncRNA 相關(guān)調(diào)控網(wǎng)絡(luò),包括miRNA 及l(fā)ncRNA),最終確定了SERPINE1 表達與免疫細胞浸潤、免疫細胞生物標(biāo)志物或胃癌免疫檢查點的相關(guān)性,結(jié)果表明ncRNA 介導(dǎo)的SERPINE1 上調(diào)與STAD 患者不良預(yù)后及腫瘤免疫浸潤相關(guān)。
1.1 SERPINE1 表達譜數(shù)據(jù)提取 分析來自癌癥基因組圖譜(TCGA)的正常組織數(shù)據(jù)與泛癌(BLCA、BRCA、CHOL、COAD、ESCA、GBM、HNSC、KICH、KIRC、KIRP、LIHC、LUAD、LUSC、PRAD、READ、STAD、THCA 和UCEC)數(shù)據(jù),研究各類型癌癥和正常組織間的SERPINE1 表達失調(diào)。在UCSC Xena 網(wǎng)站(https://xena.ucsc.edu/)下載STAD(胃癌)的癌癥相關(guān)RNA 序列、臨床病理特征及生存數(shù)據(jù)。比較來自GTEx 數(shù)據(jù)庫(http://commonfund.nih.gov/GTEx/)的正常組織樣本以及來自TCGA 的腫瘤樣本中SERPINE1的差異表達[11]。
1.2 GEPIA 數(shù)據(jù)庫分析SERPINE1 在胃癌中的表達 GEPIA 數(shù)據(jù)庫中,以SERPINE1 為目標(biāo)基因,癌癥類型選擇STAD(胃癌),匹配TCGA 正常組織表達數(shù)據(jù)進行可視化分析[12]。
1.3 Kaplan Meier-Plotter生存分析 采用R 軟件包分析胃癌患者SERPINE1 高/低表達組與生存預(yù)后的相關(guān)性,使用Kaplan-Meier 曲線對胃癌中的 SERPINE1 表達與患者總生存期(OS)、疾病特異性生存期(DSS)、無病期(DFS)和無進展期(PFS)的相關(guān)性進行繪圖分析,并使用單變量生存分析計算風(fēng)險比(HR)及95%置信區(qū)間。
1.4 免疫浸潤分析 TIMER 數(shù)據(jù)庫(https://cistrome.shinyapps.io/timer/)用于分析STAD(胃癌)中SERPINE1 表達與免疫細胞浸潤和免疫檢查點的相關(guān)性。此外,使用R 語言基于TCGA 的ggplot2 包評估SERPINE1表達與胃癌免疫檢查點的相關(guān)性。P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。使用ssGSEA 方法分析24 種免疫細胞在腫瘤中的浸潤情況。采用Spearman 相關(guān)法分析SERPINE1 與上述24 種免疫細胞的相關(guān)程度及SERPINE1 高/低表達組免疫細胞浸潤情況[13]。
1.5 胃癌中SERPINE1 共表達分析和通路富集分析 使用R 語言的ClusterProfiler 包分析SERPINE1的GO 功能和KEGG 通路富集。使用ggplot2 軟件包可視化分析數(shù)據(jù)。
1.6 SERPINE1 蛋白互作網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 STRINGS(www.string-db.org)是一個在線分析網(wǎng)站,包含所有公開可用的蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction,PPI)數(shù)據(jù)[14]。使用STRING 對SERPINE1進行PPI網(wǎng)絡(luò)分析。
1.7 miRNA 預(yù)測利用starBase2.0(www.starbase.sysu.edu.cn)在線網(wǎng)站預(yù)測SERPINE1 的目標(biāo)miRNA,通過PITA、miRanda 和TargetScan 對結(jié)果進行分析[15]。進一步分析靶miRNA 表達與SERPINE1表達的相關(guān)性,篩選出更符合ceRNA條件的miRNA。使用TargetScan(http://www.targetscan.org/vert)在線工具預(yù)測目標(biāo)miRNA 和SERPINE1 的潛在結(jié)合位點。
1.8 lncRNA 和ceRNA 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建預(yù)測 通過上述方法篩選出has-miR-19a-3p、has-miR-148a-3p和hasmiR-19b-3p,使用miRNet1.0(www.mirnet.ca/miRNet/home.xhtml)、miRNet2.0(www.mirnet.ca/miRNet/home.xhtml)和starBase 對上述3 種miRNA 進行靶l(wèi)ncRNA 預(yù)測[16]。進一步分析靶miRNA 表達與lncRNA 表達的相關(guān)性,篩選出更符合ceRNA 條件的lncRNA。綜合分析“miRNA-mRNA”和“miRNAlncRNA”,建立胃癌關(guān)鍵“l(fā)ncRNA-miRNA-mRNA”的ceRNA網(wǎng)絡(luò)。
1.9 蛋白印跡實驗 取2021 年6 月至2022 年9 月南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院(倫理批號:KY-2022-090-01)的胃癌組織和癌旁標(biāo)本各3份,細胞裂解緩沖液裂解組織,提取總蛋白,10%SDS-PAGE 凝膠分離30 μg總蛋白,轉(zhuǎn)至PVDF 膜,5%脫脂牛奶室溫封閉2 h,按照一抗說明書將PVDF 膜分別置入抗SERPINE1抗體(Abcam 公司產(chǎn)品,ab222754,1∶1 000稀釋)及抗GAPDH 抗體(GTX100118,1∶5 000 稀釋),4 ℃過夜。洗膜,置入辣根過氧化物酶(HRP)標(biāo)記的二抗(Abcam 公司產(chǎn)品,ab7090,1∶10 000 稀釋)稀釋液室溫孵育1 h,化學(xué)發(fā)光底物顯影。
1.10 統(tǒng)計學(xué)處理 所有統(tǒng)計分析均在R語言中進行。采用ROC曲線分析SERPINE1可否作為診斷標(biāo)志物。采用T檢驗分析臨床病理特征與SERPINE1表達的關(guān)系。由于TCGA 數(shù)據(jù)庫中臨床信息并不完整,患者年齡、TNM 分期等臨床信息部分缺失,無法完成完整分析,且部分結(jié)果中的樣本總數(shù)與不同臨床類別樣本數(shù)也存在差異。
2.1 SERPINE1 在泛癌中的表達 為確定腫瘤和正常組織中SERPINE1表達差異,通過TCGA數(shù)據(jù)庫分析目標(biāo)基因在21 種人類癌癥中的表達(圖1),與相應(yīng)正常組織相比,SERPINE1 在12 種癌癥類型中表達差異有統(tǒng)計學(xué)意義,9 種高表達,包括乳腺浸潤性癌(BRCA)、結(jié)腸腺癌(COAD)、食管癌(ESCA)、多形性膠質(zhì)母細胞瘤(GBM)、頭頸鱗狀細胞癌(HNSC)、腎透明細胞癌(KIRC)、直腸腺癌(READ)、胃癌(STAD)、甲狀腺癌(THCA);低表達的為腎嫌色細胞(KICH)、腎乳頭狀細胞癌(KIRP)、肝細胞癌(LIHC);在膀胱尿路上皮癌(BLCA)、宮頸鱗癌和腺癌(CESC)、膽管癌(CHOL)、肺腺癌(LUAD)、肺鱗癌(LUSC)、胰腺癌(PAAD)、嗜鉻細胞瘤和副神經(jīng)節(jié)瘤(PCPG)、前列腺癌(PRAD)、子宮內(nèi)膜癌(UCEC)中差異無統(tǒng)計學(xué)意義。
圖1 SERPINE1在21種人類腫瘤中的表達Fig.1 SERPINE1 expression in 21 types of human cancer
2.2 胃癌患者SERPINE1 表達 為評估胃癌和正常組織中SERPINE1 表達,使用R 語言軟件分析從TCGA 數(shù)據(jù)庫獲得的RNA 測序數(shù)據(jù),F(xiàn)PKM(Fregments Per Kilobase per Million)格式的RNAseq 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為TPM(transcripts per million reads)格式并進行l(wèi)og2轉(zhuǎn)化,得到mRNA表達的TCGA譜(包括375個胃癌和32 個正常組織樣本)。由于TCGA 數(shù)據(jù)庫胃癌的癌旁組織樣本較少(圖2A),從GTEx 數(shù)據(jù)庫下載359 個正常樣本(圖2B),發(fā)現(xiàn)與正常組織相比,SERPINE1 在胃癌組織中過表達(P<0.001)。通過GEPIA 數(shù)據(jù)庫進一步驗證胃癌組織中SERPINE1 呈高表達(圖2C)?;赥CGA 數(shù)據(jù)集分析27 個胃癌組織及其相鄰正常胃組織提示SERPINE1 在胃癌中的表達較高(P<0.001,圖2D)。ROC 曲線分析SERPINE1 的診斷價值,AUC 為0.871(圖2E),具有一定診斷價值。Western blot 驗證3 對臨床組織樣本,結(jié)果表明胃癌中SERPINE1 表達顯著高于相鄰正常組織(圖2F)。表明SERPINE1可能是胃癌的一種潛在診斷生物標(biāo)志物。
2.3 SERPINE1 表達與臨床病理特征的關(guān)系 為更好地了解SERPINE1在胃癌中的作用,使用TCGA隊列分析其與某些臨床特征的關(guān)聯(lián)。獨立樣本T檢驗顯示,T2&T3&T4 高于T1 平均水平,White 高于Asian 平均水平,Tumor 高于Normal 平均水平,G3 高于G2 平均水平(P<0.05)。癌癥晚期患者SERPINE1 表達較高。提示SERPINE1 高表達與較晚的T 分期(P<0.001,圖3A)、種族(P=0.003,圖3B)、臨床狀況(P<0.001,圖3C)和較低級別的組織病理分級(P=0.009,圖3D)相關(guān)。表明SERPINE1 表達與臨床特征有關(guān)。
2.4 SERPINE1 表達與患者預(yù)后相關(guān) 通過OS、DFS、DSS 和PFS 分析進一步驗證SERPINE1 表達與胃癌預(yù)后的相關(guān)性,K-M結(jié)果顯示,SERPINE1高表達患者OS較短(P=0.000 030 2,圖4A)。SERPINE1高表達胃癌患者DFS、DSS 及PFS 均較差(P=0.033 6、0.011 6、0.004 0,圖4B~D)。提示SERPINE1 高表達與患者不良預(yù)后相關(guān)。
圖4 SERPINE1 mRNA水平在STAD患者中的預(yù)后價值Fig.4 Prognostic value of SERPINE1 mRNA level in STAD patients
2.5 SERPINE1 與胃癌組織免疫細胞浸潤相關(guān)腫瘤微環(huán)境中的免疫浸潤在腫瘤預(yù)后中起關(guān)鍵作用,腫瘤免疫治療作為一種創(chuàng)新治療方式也逐漸被人們熟知[17]。通過TIMER 數(shù)據(jù)庫評估SERPINE1與胃癌組織免疫細胞浸潤的相關(guān)性(圖5A),SERPINE1與胃癌免疫細胞浸潤水平顯著相關(guān)(P<0.05)。獨立免疫細胞浸潤相關(guān)性分析可為研究SERPINE1 功能和機制提供關(guān)鍵線索。進一步評估SERPINE1 表達與各種免疫細胞浸潤的相關(guān)性(圖5B),SERPINE1 表達與大部分免疫細胞呈正相關(guān),包括胃癌組織中的CD8+T細胞、巨噬細胞、中性粒細胞和樹突狀細胞(P<0.05),與B 細胞則呈負相關(guān)(P<0.05)。根據(jù)SERPINE1表達將375個腫瘤樣本分為兩組,其中高表達組188 個樣本,低表達組187 個樣本,分析24個免疫細胞在不同SERPINE1表達組的差異表達以確定胃癌中 SERPINE1高表達和低表達的腫瘤免疫微環(huán)境是否存在差異(圖5C),結(jié)果表明,SERPINE1高/低表達組CD4+T細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞、NK 細胞、效應(yīng)記憶型T細胞表達差異大、相關(guān)性強。表明胃癌組織中SERPINE1 表達以不同方式參與免疫細胞浸潤。
圖5 STAD組織免疫浸潤與SERPINE1表達的關(guān)系Fig.5 Relationship between immune infiltration and expression of SERPINE1 in STAD
2.6 胃癌中SERPINE1 表達與免疫檢查點的聯(lián)系 PDCD1、TIGIT 和HAVCR2 是腫瘤免疫逃逸的重要免疫檢查點??紤]到SERPINE1 在胃癌中的潛在致 癌作 用,評估SERPINE1 與PDCD1、TIGIT 和HAVCR2 的關(guān)系(圖6A、C、E),SERPINE1 表達與胃癌中PDCD1、TIGIT 和HAVCR2 表達呈正相關(guān)(純度調(diào)整)。通過GEPIA 數(shù)據(jù)庫再次對SERPINE1 與胃癌中PDCD1、TIGIT 和HAVCR2 的相關(guān)性進行分析,結(jié)果與TIMER 數(shù)據(jù)分析一致(圖6B、D、F)。表明腫瘤免疫逃逸可能參與SERPINE1介導(dǎo)的胃癌進展。
圖6 STAD 中SERPINE1表達與PDCD1、TIGIT、HAVCR2表達的關(guān)系Fig.6 Relationship between SERPINE1 expression and PDCD1,TIGIT and HAVCR2 expressions in STAD
2.7 與SERPINE1 共表達基因的功能富集分析為探索SERPINE1 在胃癌中的生物學(xué)功能,進行SERPINE1 共表達分析。繪制胃癌中基于SERPINE1 共表達狀態(tài)的差異表達火山圖[|log2Fold-Change(log2FC)|≥1,圖7A]以及胃癌中與SERPINE1正/負相關(guān)的熱圖(共27個基因,圖7B),共表達閾值為P<0.05。針對共表達基因進行GO 和KEGG 分析。氣泡圖顯示前12 條關(guān)于GO 和KEGG 的信息,包括BP(生物學(xué)過程)、CC(細胞成分)、MF(分子功能)和KEGG。GO 功能注釋顯示SERPINE1 共表達主要參與胰腺分泌。KEGG 通路分析顯示SERPINE1 共表達主要與表皮生長、表皮細胞分化和角質(zhì)形成細胞分化通路有關(guān)(圖7C)。
圖7 SERPINE1在STAD中的功能富集分析Fig.7 Functional enrichment analysis of SERPINE1 in STAD
2.8 通路富集分析 為進一步闡明SERPINE1在胃癌發(fā)生發(fā)展中的潛在機制,使用STRING數(shù)據(jù)庫構(gòu)建SERPINE1的PPI網(wǎng)絡(luò)。前10個功能伴侶基因(LRP1、PLAUR、PLAT、PLAU、VTN、PLG、VLDLR、SMAD2、SMAD3和SMAD7)具有高度連接性(圖8A、B),通過R 語言clusterProfiler 包對SERPINE1 及相關(guān)基因進行GO 和KEGG 富集分析(P<0.05,圖8C)。BP 主要包括“傷口愈合負調(diào)節(jié)”“對傷害反應(yīng)的調(diào)節(jié)”和“傷害反應(yīng)的負性調(diào)節(jié)”。CC 主要包括膜的外在成分、血小板α 顆粒管腔和網(wǎng)格蛋白涂層坑。MF 主要包括轉(zhuǎn)化生長因子受體、胞質(zhì)介質(zhì)活性、載脂蛋白結(jié)合和轉(zhuǎn)化生長因子受體結(jié)合。KEGG 主要包括補體和凝血級聯(lián)、組織Apelin 信號通路和Hippo 信號通路。具體分析上述伴侶基因與SERPINE1 表達在胃癌患者中的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)目標(biāo)基因與PLAT 水平呈正相關(guān)(r=0.476,P<0.001,圖8D)。同時PLAT 高表達也與胃癌較差的預(yù)后相關(guān)(P<0.001,圖8E)。
圖8 信號通路功能標(biāo)注與預(yù)測Fig.8 Functional annotation and prediction of signaling pathways
2.9 胃癌中SERPINE1 相關(guān)miRNA 越來越多的證據(jù)表明“l(fā)ncRNA-miRNA-mRNA” ceRNA 網(wǎng)絡(luò)在多種人類癌癥中發(fā)揮關(guān)鍵作用,因此本研究利用在線工具分析和構(gòu)建胃癌中涉及SERPINE1的ceRNA 網(wǎng)絡(luò)。使用PITA、miRmap 和miRanda 數(shù)據(jù)庫分別分析和預(yù)測142、45 和38 個SERPINE1 目標(biāo)miRNAs。Venn 圖顯示了預(yù)測結(jié)果,被3 個數(shù)據(jù)庫共同預(yù)測的靶miRNA 共21 個,包括hsa-miR-19a-3p、hsa-miR-19b-3p、hsa-miR-22-3p、hsa-miR-196a-5p、hsa-miR-148a-3p、hsa-miR-10a-5p、hsa-miR-10b-5p、hsa-miR-181a-5p、hsa-miR-181b-5p、hsa-miR-181c-5p、hsamiR-130a-3p、hsa-miR-145-5p、hsa-miR-150-5p、hsamiR-193a-3p、hsa-miR-301a-3p、hsa-miR-130b-3p、hsa-miR-148b-3p、hsa-miR-196b-5p、hsa-miR-193b-3p、hsa-miR-181d-5p、hsa-miR-301b-3p(圖9A)。分析靶miRNA 表達與SERPINE1表達的相關(guān)性以篩選更符合ceRNA 條件的miRNA(圖9B),相關(guān)性分析證明有3個靶miRNA表達與SERPINE1呈負相關(guān),即hsamiR-19a-3p(r=-0.187,P<0.001)、hsa-miR-148a-3p(r=-0.202,P<0.001)和hsa-miR-19b-3p(r=-0.145,P<0.001)。TargetScan 預(yù)測SERPINE1 與靶miRNA存在潛在結(jié)合位點(圖9C)。
圖9 胃癌中SERPINE1靶向miRNAs預(yù)測Fig.9 Prediction of miRNAs targeting SERPINE1 in gastric cancer
2.10 胃癌中SERPINE1相關(guān)ceRNA 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 使用miRNet、starBase 和starBase2.0 在線數(shù)據(jù)庫進一步預(yù)測可能與3 種靶miRNA(hsa-miR-19a-3p、hsamiR-148a-3p 和hsa-miR-19b-3p)結(jié)合的lncRNA(圖10A~C)?;赾eRNA 網(wǎng)絡(luò)假設(shè),lncRNA 與miRNA 呈負相關(guān)。因此使用starBase 數(shù)據(jù)庫分析胃癌中靶l(wèi)ncRNA 表達與miRNA 的相關(guān)性(圖10D),有5 個靶l(wèi)ncRNAs 表達與hsa-miR-148a-3p 呈負相關(guān),分別為H19、HOTAIRM1、KIF9-AS1、NUTM2AAS1 和OIP5-AS1。僅有FGD5-AS1 和SLC26A4-AS1表達與hsa-miR-19a-3p 呈負相關(guān)(圖10E),F(xiàn)GD5-AS1 和SLC26A4-AS1 表達與hsa-miR-19b-3p 呈負相關(guān)(圖10F)?;赾eRNA假設(shè),miRNA與lncRNA或mRNA 呈負相關(guān),因此基于相關(guān)性分析結(jié)果可構(gòu)建9 對ceRNA 網(wǎng)絡(luò)(H19-miR-148a-3p-SERPINE1、HOTAIRM1-miR-148a-3p-SERPINE1、KIF9-AS1-miR-148a-3p-SERPINE1、NUTM2A-AS1-miR-148a-3p-SERPINE1、OIP5-AS1-miR-148a-3p-SERPINE1、FGD5-AS1-miR-19a-3p-SERPINE1、SLC26A4-AS1-miR-19a-3p-SERPINE1、FGD5-AS1-miR-19b-3p-SERPINE1 和FGD5-AS1-miR-19b-3p-SERPINE1,圖10G)。
圖10 lncRNA和ceRNA網(wǎng)絡(luò)在胃癌中的構(gòu)建預(yù)測Fig.10 Prediction of lncRNA and ceRNA network construction in gastric cancer
胃癌是一種具有高度侵襲性的惡性腫瘤,作為公共衛(wèi)生危機持續(xù)存在[18-19]。SERPINE1 是一種從肝細胞組成型釋放的蛋白酶抑制劑,可作為細胞遷移的調(diào)節(jié)劑,參與細胞黏附和擴散調(diào)節(jié),從而參與腫瘤發(fā)生發(fā)展過程[20]。研究表明SERPINE1 在多種癌癥中過表達,尤其是胃癌,其高表達預(yù)示較差的總生存期[21]。本研究通過生物信息學(xué)分析和實驗驗證了SERPINE1在胃癌中的差異表達。
通過TCGA 數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)SERPINE1 在9 種癌癥中高表達。通過對TCGA 胃癌隊列分析發(fā)現(xiàn),與正常組織相比,胃癌組織中SERPINE1 表達明顯升高,與GEPIA 數(shù)據(jù)庫分析結(jié)果一致。SERPINE1 表達與T分期、種族、腫瘤狀態(tài)、組織學(xué)分級顯著相關(guān)。SERPINE1 高表達提示更晚的癌癥階段和較差預(yù)后。
為探索胃癌中SERPINE1 與免疫浸潤的關(guān)系,使用TIMER數(shù)據(jù)庫揭示胃癌中SERPINE1表達與免疫浸潤水平的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)SERPINE1 表達與大部分免疫細胞包括CD8+T 細胞、巨噬細胞、中性粒細胞和樹突狀細胞呈顯著正相關(guān),但與B細胞呈負相關(guān)。另外,在24 種免疫細胞中還發(fā)現(xiàn)SERPINE1 高/低表達組間CD4+T 細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞、NK 細胞、效應(yīng)記憶型T細胞表達差異較大,且有統(tǒng)計學(xué)意義[22]。近年免疫檢查點抑制劑在腫瘤免疫治療方面取得了突破性成果[23]。在抑制性免疫檢查點分子中,PDCD1、TIGIT 和HAVCR2 抗體阻斷在癌癥免疫治療中的功效正在廣泛研究中[24-25]。本研究發(fā)現(xiàn)SERPINE1與胃癌中的PDCD1、TIGIT和HAVCR2 表達呈顯著正相關(guān),表明腫瘤免疫逃逸可能參與SERPINE1 介導(dǎo)的胃癌發(fā)生發(fā)展過程。因此認為SERPINE1在胃癌免疫調(diào)節(jié)中起重要作用。
ceRNA間的串?dāng)_通過lncRNA或環(huán)狀RNA(circ-RNA)競爭性結(jié)合miRNA 影響mRNA 表達實現(xiàn)[26]。lncRNA 和circRNA 起miRNA 海綿 作用,降 低體 內(nèi)miRNA豐度,從而干擾miRNA對下游靶基因的抑制作用[27-28]。本研究首先預(yù)測了SERPINE1 的一些上游miRNA,PITA、miRmap 和miRanda 數(shù)據(jù)庫共同預(yù)測了21 個潛在的上游miRNA,進一步篩選僅有3 個miRNA(hsa-miR-19a-3p、hsa-miR-148a-3p、hsa-miR-19b-3p)表達與胃癌SERPINE1 顯著負相關(guān)。LI等[29]報道胃癌中miR-19a-3p 過表達可促進腫瘤進展。BAO 等[30]發(fā)現(xiàn)miR-148-3p 在胃癌中低表達,上調(diào)miR-148a-3p 可抑制胃癌細胞增殖、轉(zhuǎn)移及腫瘤干細胞樣特性。WEI 等[31]報道m(xù)iR-19b-3p 在胃癌中低表達,可通過負調(diào)控Neuropilin-1 抑制胃癌發(fā)展。lncRNA 可直接與miRNA 結(jié)合發(fā)揮阻礙miRNA的作用,促進mRNA 表達。進一步預(yù)測了這些關(guān)鍵miRNA 的上游lncRNA,通過相關(guān)性分析,9 個lnc-RNA(H19、HOTAIRM1、KIF9-AS1、NUTM2A-AS1、OIP5-AS1、FGD5-AS1、SLC26A4-AS1、FGD5-AS1、SLC26A4-AS1)被定義為關(guān)鍵lncRNA,進一步提示分析的可行性。SERPINE1 的ceRNA 網(wǎng)絡(luò)是通過生物信息學(xué)分析得到的,還需更多實驗證實。
綜上,本研究全面分析了胃癌中SERPINE1 表達與腫瘤免疫浸潤和ceRNA 網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系,通過多種生物信息學(xué)分析提取并分析了來自TCGA、GTEx、GEPIA、TIMER 等的數(shù)據(jù)集,研究SERPINE1 參與胃癌的潛在致癌機制,包括SERPINE1 與診斷、預(yù)后、免疫檢查點、腫瘤微環(huán)境、免疫細胞浸潤及其可能的作用機制。進一步GO 和KEGG 研究SERPINE1在胃癌中的潛在作用,發(fā)現(xiàn)與正常組織相比,胃癌組織中SERPINE1 mRNA 水平較高,SERPINE1 表達在中低分化胃癌組織中較高。此外,發(fā)現(xiàn)SERPINE1 可能是胃癌的獨立預(yù)后因素,且SERPINE1高表達與胃癌不良預(yù)后相關(guān)。SERPINE1 表達與多種免疫細胞相關(guān),可能通過抑制免疫細胞浸潤影響胃癌發(fā)生發(fā)展。SERPINE1 也被證實與免疫相關(guān)基因及免疫檢查點共表達。SERPINE1 可能通過胰腺分泌、表皮生長、表皮細胞分化和角質(zhì)形成細胞分化通路調(diào)節(jié)胃癌發(fā)病機制;PPI 分析結(jié)果提示SERPINE1可能通過PLAT參與胃癌進展。SERPINE1的ceRNA 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建表明SERPINE1 可能參與胃癌多種分子調(diào)控機制。SERPINE1 可作為胃癌診斷和治療的有效生物標(biāo)志物,且是免疫治療的潛在靶點。