系统泛癌分析将NCOA4确定为免疫学和预后生物标志物并在肺腺癌中验证

Systematic pan-cancer analysis identified NCOA4 as an immunological and prognostic biomarker and validated in lung adenocarcinoma.

作者信息An Wang, Yun-Ye Mao, Tao Li, Xin Zhou, Yi-Bing Bai, Jia-Pei Qin, Yi Dong, Ting Wang, Tong Zhang, Zhi-Qiang Ma, Yi Hu
PMID40719993
发布时间2025-07-28
DOI10.1007/s12672-025-03064-3

实验完整度

中

研究基于TCGA、GTEx、CCLE等公共数据库进行泛癌生物信息学分析,并结合临床样本免疫组化验证NCOA4表达与预后关联;缺乏机制实验和体外/体内功能验证。

主要模型

TCGA泛癌队列 肺腺癌(LUAD)组织芯片(65对癌与癌旁组织)

重点核对

NCOA4在泛癌中的表达比较(TCGA/GTEx) NCOA4表达与总生存期的相关性(Cox回归及Kaplan-Meier分析) LUAD中NCOA4的免疫组化验证(65对配对样本) TIDE算法预测免疫治疗反应

摘要

背景:癌症免疫治疗已彻底改变了治疗方式,但预测患者反应仍具挑战性。核受体辅激活因子4(NCOA4)作为生物标志物的潜力已在不同类型的癌症中被发现。然而,其作为跨癌症(尤其是肺腺癌,LUAD)的免疫学和预后因素的作用仍需全面了解。本研究旨在通过系统分析NCOA4在泛癌中的表达及其与临床结局和免疫反应的相关性来填补这一空白。目的:评估NCOA4作为预后生物标志物,并探讨其与不同癌症类型(特别关注LUAD)中免疫微环境的关联。方法:我们综合分析来自CCLE、GTEx和TCGA数据库的数据。分析正常和肿瘤组织中NCOA4的表达,并使用单变量Cox回归和Kaplan-Meier分析评估其与总生存期的相关性。使用ESTIMATE、TIMER和xCELL算法评估免疫浸润。我们综合分析了其与六种基因组不稳定性标志物及某些肿瘤中基于DNA甲基化和mRNA的干性指数的相关性,以探究NCOA4在介导癌症基因组异质性和干性中的潜在作用。进行了PPI网络分析和KEGG/GO富集分析以识别相关蛋白和通路。使用免疫组织化学(IHC)对LUAD样本进行染色。使用TIDE算法预测TCGA-LUAD队列中的免疫检查点阻断(ICB)反应。结果:在包括LUAD在内的18种癌症类型中,NCOA4表达显著高于正常组织,而在5种类型中则较低。单变量Cox回归和Kaplan-Meier分析显示,特定癌症的生存结果与NCOA4表达呈负相关。免疫浸润分析显示NCOA4与免疫细胞(包括CD8+ T细胞、中性粒细胞和树突状细胞)的存在显著相关。基因组不稳定性标志物,包括TMB和MSI,与NCOA4表达显著相关,表明其在免疫治疗反应中的潜在作用。干性指数分析提示NCOA4参与调控肿瘤干性。PPI网络和KEGG/GO富集分析表明NCOA4参与免疫相关的生物学过程和通路。LUAD组织的IHC染色证实肿瘤中NCOA4表达高于非癌组织。TIDE算法预测,较高的NCOA4表达水平(如升高的TIDE评分所示)与TCGA-LUAD队列中较差的ICB反应率相关。结论:NCOA4在癌症中表现出与预后、免疫浸润和基因组不稳定性的情境依赖性关联。虽然LUAD中的实验验证支持其作为生物标志物的候选资格,但仍需机制研究以建立因果关系。这些发现突出了NCOA4在将患者分层用于免疫治疗和铁死亡靶向治疗中的潜在用途。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
NCOA4是否可作为泛癌,特别是肺腺癌(LUAD)的预后和免疫学标志物,并影响免疫治疗反应。
核心机制
NCOA4通过介导铁蛋白自噬(铁蛋白吞噬)调控铁死亡,进而与肿瘤免疫微环境相互作用,影响免疫细胞浸润和免疫治疗反应。
主要证据
TCGA等数据库分析显示NCOA4在多数肿瘤中高表达,并与免疫细胞浸润及基因组不稳定性标志物相关;LUAD组织芯片免疫组化证实NCOA4在肿瘤中高表达,且高表达与较好预后相关。
研究意义
NCOA4可作为潜在的预后生物标志物,可能有助于对免疫治疗和铁死亡靶向治疗的患者分层,但需进一步机制研究和临床验证。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

泛癌差异表达分析

评估NCOA4在不同肿瘤和正常组织中的表达差异

整合TCGA、GTEx和CCLE数据库,分析NCOA4在泛癌中的表达水平。

2

生存预后分析

评估NCOA4表达与多种肿瘤预后指标的关系

使用单变量Cox回归和Kaplan-Meier分析,评估NCOA4表达与总生存期(OS)、无进展间期(PFI)、无病间期(DFI)和疾病特异性生存期(DSS)的关联。

3

肿瘤微环境及免疫浸润分析

探究NCOA4表达与肿瘤免疫微环境的关系

利用ESTIMATE、TIMER和xCELL算法评估免疫细胞浸润,并分析NCOA4与多种免疫调节因子的相关性。

4

基因组异质性和干性分析

探讨NCOA4与基因组不稳定性和肿瘤干性的关联

分析NCOA4表达与TMB、MSI、新抗原、肿瘤纯度、MATH等基因组不稳定性标志物及RNA和DNA甲基化干性指数的相关性。

5

通路富集分析

识别NCOA4参与的免疫相关信号通路

利用STRING数据库进行PPI网络分析,并通过GO和KEGG富集分析揭示NCOA4相关的生物学过程和通路。

6

LUAD临床样本免疫组化验证

在临床样本中验证NCOA4的表达及其预后价值

对65例肺腺癌及癌旁组织进行免疫组化染色,评估NCOA4表达,并分析其与临床病理特征及总生存期的关系。

7

免疫治疗反应预测

评估NCOA4表达对免疫检查点阻断治疗反应的预测价值

使用TIDE算法基于TCGA-LUAD数据预测ICB反应,比较高低NCOA4表达组的TIDE评分。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
抗NCOA4抗体Sino Biological203674-T08

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
泛癌表达分析
数据来源:TCGA、GTEx、CCLE;标准化方法:FPKM、ComBat校正;统计检验:Wilcoxon秩和检验
阅读提示:Materials and methods: Data collection and NCOA4 expression analysis
生存预后分析
排除随访时间<30天;分组:以中位数分高低表达组;统计:单变量Cox回归、Kaplan-Meier分析
阅读提示:Materials and methods: Survival prognosis analysis of NCOA4
免疫浸润分析
算法:ESTIMATE、TIMER、xCELL;分析指标:免疫细胞浸润评分、基质评分、免疫评分、ESTIMATE评分
阅读提示:Materials and methods: Correlation of NCOA4 expression with Immunomodulatory factors and TME
基因组异质性和干性分析
标志物:TMB、MSI、新抗原、肿瘤纯度、MATH;干性指数:RNAss、EREG.EXPss、DNAss、EREG-METHss、DMPss、ENHss
阅读提示:Materials and methods: Association of NCOA4 with tumor stemness
LUAD免疫组化验证
样本:65对LUAD及癌旁组织;抗体:抗NCOA4 (1:100, Sino Biological);评分:染色强度和阳性细胞比例;统计:卡方检验、Kaplan-Meier分析、单/多因素Cox回归
阅读提示:Materials and methods: Clinical samples and immunohistochemistry staining; Results: Expression of NCOA4 and prediction of ICB response in LUAD
免疫治疗反应预测
算法:TIDE;队列:TCGA-LUAD;比较高低NCOA4表达组的TIDE评分
阅读提示:Materials and methods: Correlation of NCOA4 expression with Immunomodulatory factors and TME; Results: Expression of NCOA4 and prediction of ICB response in LUAD