PCMT1确认为泛癌免疫生物标志物及乳腺癌转移的促进因子

PCMT1 confirmed as a pan-cancer immune biomarker and a contributor to breast cancer metastasis.

作者信息Yiqi Liu, Haobing Li, Xiangyu Shen, Ying Liu, Xiaoxiao Zhong, Jing Zhong, Renxian Cao
PMID39267673
发布时间2024-08-25
DOI10.62347/TYLL7952

实验完整度

包含TCGA/GTEx等数据库泛癌分析、体外细胞功能实验(迁移、侵袭、增殖)和动物皮下移植瘤模型等多个独立证据层级,并有明确的机制验证(EMT通路关联)。

主要模型

MDA-MB-231乳腺癌细胞 HCC1806乳腺癌细胞 BALB/c裸鼠皮下/尾静脉移植瘤模型 TCGA/GTEx泛癌数据队列

重点核对

shRNA敲低PCMT1的慢病毒载体(sh-PCMT1#1/#2/#3)及对照sh-NC MDA-MB-231和HCC1806细胞系 皮下注射1×10^7/200 μL细胞于4-6周龄雌性BALB/c裸鼠 Transwell迁移和侵袭实验(5×10^4细胞,48小时) CCK-8增殖实验(3×10^3细胞/孔,6个重复,0-96小时)

摘要

蛋白质L-异天冬氨酰(D-天冬氨酰)甲基转移酶(PIMT,基因名PCMT1)是一种通过甲基化修复含改变的天冬氨酸残基的蛋白质,恢复其正常结构和功能的酶。本研究对PCMT1在泛癌中进行了全面分析。利用癌症基因组图谱、人类蛋白质图谱网站和基因型-组织表达数据库分析PCMT1的表达。我们检测了PCMT1表达与多种因素(包括基因修饰、DNA甲基化、免疫细胞浸润、免疫检查点、药物敏感性、肿瘤突变负荷(TMB)和微卫星不稳定性(MSI))之间的关联。富集分析确定了涉及PCMT1的潜在生物学作用和通路。然后我们关注了PCMT1在乳腺浸润癌(BRCA)中的作用。我们发现PCMT1在许多肿瘤中表达异常,并在几种癌症类型中显著影响预后。PCMT1的基因改变主要涉及深度缺失和扩增。在所有研究的癌症类型中,除甲状腺癌外,DNA甲基化与PCMT1表达均呈负相关。PCMT1与常见淋巴祖细胞和CD4(+)T辅助2细胞呈正相关,而与中央和效应记忆T细胞、记忆CD8(+)T细胞和CD4(+)T辅助1细胞呈负相关。在许多癌症类型中,PCMT1表达与免疫检查点抑制剂、TMB和MSI密切相关。它还与上皮-间质转化(EMT)相关通路显著相关,突显其在癌症转移中的作用。PCMT1成为乳腺癌进展的重要预测因子。体外实验表明,降低PCMT1表达可减少BRCA细胞迁移和侵袭能力。此外,动物研究证实抑制PCMT1可减缓肿瘤生长。

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
PCMT1在多种癌症中的表达、预后价值及其在乳腺癌转移中的生物学作用尚不清楚。
核心机制
PCMT1可能通过调节Th1/Th2和CD8+记忆T细胞的平衡、影响EMT通路及与TP53、BRCA1等蛋白相互作用,促进肿瘤发展;且与免疫检查点、TMB和MSI相关。
主要证据
基于TCGA和GTEx的泛癌分析显示PCMT1表达异常并与预后相关;体外敲低PCMT1抑制MDA-MB-231和HCC1806细胞迁移和侵袭但不影响增殖;动物实验显示敲低PCMT1减慢肿瘤生长。
研究意义
PCMT1可能作为诊断和预后生物标志物,并可作为个性化癌症免疫治疗的潜在靶点。

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

PCMT1表达分析

分析PCMT1在泛癌和正常组织中的表达差异

利用TCGA和GTEx数据库分析PCMT1 mRNA表达,利用CPTAC样本分析蛋白表达,利用HPA数据库评估组织特异性。

2

预后分析

评估PCMT1表达与癌症预后的关联

进行Kaplan-Meier生存分析和Cox回归分析,评估OS、DFS、PFS和DSS。

3

免疫浸润和检查点分析

探究PCMT1表达与肿瘤免疫微环境的关系

使用immunedeconv和ssGSEA分析免疫细胞浸润,并分析PCMT1与8个免疫检查点、TMB、MSI的相关性。

4

功能富集和通路分析

阐明PCMT1的潜在生物学功能和通路

利用STRING和GEPIA2获取相关基因,进行GO/KEGG富集分析,利用BioGRID和GSCA分析通路相关性。

5

临床相关性分析(BRCA)

分析PCMT1在BRCA中的临床意义和诊断价值

进行单因素/多因素Cox回归、ROC曲线和列线图构建,并分析免疫细胞浸润相关性。

6

细胞敲低实验

验证PCMT1在乳腺癌细胞中的功能

在MDA-MB-231和HCC1806细胞中敲低PCMT1,检测迁移、侵袭和增殖。

7

动物实验

评估PCMT1对体内肿瘤生长和转移的影响

将敲低PCMT1的细胞皮下和静脉注射至裸鼠,监测肿瘤生长并分析转移。

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
DMEM培养基Gibco--
RPMI 1640培养基Gibco--
MEM培养基Procell--
胎牛血清Gibco--
慢病毒shRNA载体Shanghai GeneChem--
RNAiso Plus试剂--9108
PrimeScript逆转录预混液TaKaRaRR036A
TB Green预混Ex Taq IITaKaRaRR820A
RIPA裂解液CWBIO01408/35020
β-肌动蛋白抗体--20536-1-AP
PCMT1抗体--10519-1-AP
辣根过氧化物酶标记二抗ProteintechSA00001-2
ECL超敏化学发光液NCM biotechP10100
细胞计数试剂盒-8AbiowellAWC0114a
基质胶Corning--
结晶紫Solarbio--

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
细胞培养
细胞系处理:MDA-MB-231、T47D、MDA-MB-453用高糖DMEM;HCC1806用RPMI 1640;MCF-7用MEM,均含10%FBS,5%CO2,37℃
阅读提示:Materials and Methods: Cell culture
基因敲低
慢病毒载体:sh-PCMT1#1/#2/#3和sh-NC;感染48小时;嘌呤霉素筛选浓度2 μg/ml
阅读提示:Materials and Methods: Establishment of knockdown cell lines
迁移和侵袭实验
细胞数5×10^4,血清饥饿,Transwell小室,侵袭实验需预铺Matrigel 30 μl,48小时后固定染色
阅读提示:Materials and Methods: Transwell migration and invasion assay
动物实验
雌性BALB/c裸鼠(4-6周龄),皮下及尾静脉注射1×10^7/200 μL细胞,三周后处死,HE染色
阅读提示:Materials and Methods: Construction of subcutaneous tumors and metastases in nude mice
mRNA和蛋白检测
RNA提取(RNAiso Plus),逆转录(PrimeScript RT Master Mix),qPCR(TB Green Premix Ex Taq II),Western blot(RIPA裂解,一抗β-actin和PCMT1)
阅读提示:Materials and Methods: Quantitative real-time PCR and Western blot analysis