铜死亡相关基因评分及其核心基因GCSH:基于RNA测序和实验分析的胆管癌预后新预测因子

Cuproptosis-related genes score and its hub gene GCSH: A novel predictor for cholangiocarcinomas prognosis based on RNA seq and experimental analyses.

作者信息Rui He, Yihu Li, Pengcheng Jiao, Yingbin Huang, Shuyi Dong, Liqiu Mo, Xingyuan Jiao
PMID38370386
期刊J Cancer
发布时间2024-01-21
DOI10.7150/jca.92327

实验完整度

包含生物信息学分析(GEO/TCGA数据)、体外细胞实验(增殖、迁移、侵袭)和临床样本IHC,但缺乏体内动物实验验证。

主要模型

胆管癌细胞系RBE 胆管癌细胞系HCCC-9810 胆管癌患者肿瘤组织样本

重点核对

GEO队列GSE26566(n=104)和TCGA-CHOL队列(n=35)用于构建和验证预后模型 体外实验中GCSH的敲低和过表达分别使用siRNA和pCMV6-AC-GFP载体 CCK8实验细胞密度为1×10^4细胞/孔,六重复 伤口愈合实验细胞浓度为5×10^5/mL,观察48小时 Transwell实验细胞浓度为10^5/mL,孵育24小时

摘要

背景:近期研究表明,铜死亡是一种铜依赖性细胞死亡机制,与肿瘤发生、进展、临床预后、肿瘤微环境和药物敏感性有关。然而,铜死亡在胆管癌(CCA)中的功能和影响仍不明确。方法:利用从基因表达综合数据库(GEO)和癌症基因组图谱(TCGA-CHOL)数据集获得的数据,我们根据铜死亡相关基因(CRGs)对CCA进行亚型分型,并探讨组间的功能差异和预后价值。综合考虑临床预后和基因表达,建立了CRG评分。此外,基于这些评分,检查了高风险和低风险组之间免疫微环境、免疫治疗反应、代谢模式和癌症进展特征的差异。体外实验分别在细胞和组织中验证了关键基因甘氨酸裂解系统蛋白H(GCSH)的功能。结果:基于亚组遗传差异建立的预后模型在验证中取得了令人满意的结果。高、低CRG组之间代谢相关基因表达水平和肿瘤微环境分布有显著差异。GCSH被揭示为CCA中唯一的预后CRG(HR = 6.04;95% CI: 1.15-31.80)。此外,抑制铜死亡关键基因GCSH减弱了CCA细胞系体外的恶性能力,包括细胞增殖、迁移和侵袭,并且GCSH的这种功能可能通过JAK-STAT信号在CCA中实现。结论:CRG评分系统准确预测预后,并为CCA的铜死亡相关治疗开辟了新的可能性。铜死亡关键基因GCSH已被初步确认为CCA患者可靠的治疗靶点或预后标志物。

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
铜死亡相关基因在胆管癌中的表达、预后价值及其潜在机制尚不明确,本研究旨在探讨CRGs在CCA中的作用并建立预后模型。
核心机制
GCSH通过抑制JAK-STAT信号通路激活,从而增强胆管癌细胞的恶性能力(增殖、迁移、侵袭),促进肿瘤进展。
主要证据
基于GEO和TCGA数据构建CRG预后模型并验证;体外实验显示敲低GCSH抑制RBE和HCCC-9810细胞增殖、迁移和侵袭,过表达则相反;IHC和Western blot显示GCSH与p-STAT3表达呈负相关,敲低GCSH激活JAK-STAT通路。
研究意义
CRG评分系统可准确预测胆管癌患者预后,并为铜死亡相关治疗提供新方向;GCSH被初步确认为CCA的可靠治疗靶点或预后标志物。

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

数据收集与差异表达分析

分析胆管癌中铜死亡相关基因的表达和甲基化差异。

利用GEO (GSE26566) 和TCGA-CHOL数据,比较13个CRGs在肿瘤和正常组织中的表达及甲基化水平。

2

共识聚类分型

基于CRGs表达模式将CCA患者分为不同亚组。

采用无监督共识聚类算法(ConsensusClusterPlus)对104例患者进行聚类,确定最佳k值。

3

构建预后模型

建立基于铜死亡相关差异基因的预后评分模型。

通过LASSO Cox回归分析筛选风险基因,构建CRG预后评分,并评估其与总生存期的关系。

4

体外功能验证

验证关键基因GCSH对胆管癌细胞恶性行为的影响。

在RBE和HCCC-9810细胞中敲低或过表达GCSH,检测细胞增殖、迁移和侵袭能力。

5

机制探索

探究GCSH影响胆管癌恶性行为的潜在信号通路。

通过GSVA富集分析预测相关通路,并用Western blot和IHC验证JAK-STAT信号通路的变化。

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
RPMI 1640培养基Gibco--
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
GCSH siRNAOrigeneSR301770
pCMV6-AC-GFP载体OrigeneRG217886
GCSH抗体ServicebioGB114523
JAK1抗体CST3344
p-JAK1抗体CST74129
STAT3抗体CST9139S
p-STAT3抗体CST9145S
GAPDH抗体Proteintech66009-1-lg
CCK-8检测试剂盒CellCookCT01C
多功能酶标仪--Infinite F200 Pro
DAB染色试剂盒ServicebioGB1212

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
细胞系来源(RBE来自Procell,HCCC-9810来自EK-Bioscience)、培养基(RPMI 1640+10%FBS+1%青霉素-链霉素)、培养条件(37℃、5% CO2)
阅读提示:Materials and Methods: Cell lines
基因操作
siRNA序列(3个unique 27mer)、过表达载体(pCMV6-AC-GFP)及转染方法
阅读提示:Materials and Methods: In vitro overexpression and knockdown of GCSH
细胞增殖实验
细胞密度(1×10^4细胞/孔)、培养基体积(100 μL)、CCK-8试剂体积(10 μL)、孵育时间(2小时)、重复数(6个)
阅读提示:Materials and Methods: CCK8 Assay
细胞迁移和侵袭实验
伤口愈合实验:细胞浓度(5×10^5/mL)、接种体积(30 μL)、观察时间(0和48小时);Transwell实验:细胞浓度(10^5/mL)、上室体积(200 μL)、下室体积(600 μL)、孵育时间(24小时)、重复数(3次)
阅读提示:Materials and Methods: Wound-Healing Assay, Transwell Assay
蛋白质印迹和免疫组织化学
抗体稀释比例(GCSH 1:1000, IHC 1:500; p-STAT3 1:300)、抗体验证
阅读提示:Materials and Methods: Western blot and antibody, Immunohistochemistry (IHC)