Identifikasi jaringan ceRNA kunci sing ana gandhengane karo ferroptosis ing kanker lambung

Identifikasi gen sing gegandhengan karo ferroptosis ing kanker lambung

Adhedhasar data transkriptom kanker lambung saka Kohort TCGA, kita nganalisa gen sing dibedakake sacara signifikan antarane 343 tumor lan 30 jaringan normal nggunakake distribusi binomial negatif. 10.658 gen unik diidentifikasi. Antarane wong-wong mau, 61 gen sing gegandhengan karo ferroptosis disregulasi ing GC (Gambar 1A lan Tabel.SI ing Informasi Tambahan 2). 22 saka 61 gen iki upregulated (padj <0.05 lan log2FoldChang> 1) lan 39 gen sing downregulated ing kanker lambung (padj <0.05 lan log2FoldChang <(-1); Fig. 1B). Ekspresi ing 343 tumor lan 30 sampel jaringan normal ditampilake ing Fig. 1C, D.

Gambar 1

(wis) The differentially expressed genes (DEGs) sing digandhengake karo ferroptosis ing kanker lambung. (B) Gen sing diregulasi kanthi padj <0.05 lan log2FoldChang > 1 lan gen sing diregulasi kanthi padj <0.05 lan log2FoldChang < (-1). (VS lan D) Heatmaps saka 22 gen upregulated lan 39 gen downregulated ing 343 tumor lan 30 jaringan normal saka GC. Baris kasebut nuduhake nilai ekspresi gen saben gen, lan kolom kasebut nuduhake saben sampel. Sing luwih abang werna, sing luwih dhuwur nilai ekspresi gen. Sing luwih biru werna, sing luwih murah nilai ekspresi gen.

Kanggo luwih ngerti prilaku biologis saka 61 gen sing ana hubungane karo ferroptosis sing beda-beda ing GC, kita nindakake pathway lan analisis pengayaan proses biologis, kayata KEGG Pathway, WikiPathways, Proses Biologis GO, Reactome Gene Sets, lan Canonical Pathways, kanthi Metascape25 (Gambar 2 lan Tabel.S1). Asil kasebut nuduhake yen jalur ferroptosis minangka istilah sing paling representatif, kanthi Log10 (p) padha karo (−16.00) lan Log10 (q) padha karo (−11.65) (Gambar 2A), kang kalebu CAV1, TXNIP, DPP4, SLC1A5, TFRC, NOX1lan NOX4 (Tabel.S1). Iku wis dituduhake sing NOX4 Elevasi bisa ningkatake ferroptosis astrosit kanthi ngaktifake peroksidasi lipid sing disebabake stres oksidatif lan ngrusak metabolisme mitokondria ing penyakit Alzheimer.26 Kajaba iku, jalur ferroptosis dicethakaké ana hubungane karo macem-macem proses biologis, kayata regulasi positif saka pati sel, proses metabolisme asam lemak, lan proses metabolisme spesies oksigen reaktif (Gbr. 2B). Kajaba iku, spesies oksigen karsinogenesisreaktif kimia lan jalur sinyal VEGFA-VEGFR2 diperkaya. Data kasebut nyaranake manawa ekspresi abnormal saka 61 gen kasebut ana gandhengane karo ferroptosis ing kanker lambung, lan melu proses biologis liyane lan jalur sinyal sing ana gandhengane karo tumor.

Gambar 2
tokoh 2

Analisis pengayaan fungsional lan jalur saka 61 gen sing ana hubungane karo ferroptosis sing beda-beda. (wis) 20 kluster ontologi sing paling dhuwur. Abscissa nggambarake sing penting P nilai pengayaan. Werna nggambarake P nilai, lan werna peteng nuduhake cilik P nilai-nilai. (B) Jaringan istilah pengayaan fungsional lan jalur. Saben simpul nggambarake istilah sing diperkaya lan diwarnai karo ID kluster. Node sing nuduhake ID kluster sing padha umume cedhak.

Identifikasi lncRNA hulu lan miRNA sing ana gandhengane karo ferroptosis

Miturut informasi sing diwenehake dening database FerrDb, 22 saka 61 gen sing gegandhengan karo ferroptosis diidentifikasi minangka gen driver sing bisa ningkatake ferroptosis, kayata MAPK3 lan GABARAPL1; 14 gen dianggep minangka penekan, sing bisa nyegah ferroptosis, kayata CDKN1A lan CAV1; 33 gen dikenal minangka penanda sing bisa nunjukake kedadeyan ferroptosis, kayata NFE2L2 lan TXNIP (Gambar 3A). Antarane wong-wong mau, sawetara gen main macem-macem peran ing ferroptosis, kanthi 6 gen ing driver lan marker, lan 2 gen ing suppressor lan marker (Gambar 3B).

Gambar 3
gambar 3

(wis) Klasifikasi gen sing diungkapake kanthi beda sing ana hubungane karo ferroptosis ing kanker lambung. (B) Persimpangan gen pembalap, gen penekan, lan gen penanda. (VS) Subnetwork hub antarane 242 DEmiRNA lan 57 gen sing gegandhengan karo ferroptosis. (D) Subnetwork hub antarane 20 DEmiRNA lan 83 DElncRNA. Werna titik kasebut nuduhake konektivitas simpul ing jaringan. Sing luwih peteng warna simpul, luwih penting gen ing jaringan kasebut. (E) 15 gen kunci DEmiRNA/ferroptosis sing paling dhuwur ing jaringan interaksi antarane 242 DEmiRNA lan 57 gen sing gegandhengan karo ferroptosis. (F) 15 tombol DEmiRNA/DElncRNA paling ndhuwur ing jaringan interaksi antarane 20 DEmiRNA lan 83 DElncRNA.

Kanggo mangerteni peran ncRNA ing ferroptosis kanker lambung, kita prédhiksi lncRNA lan miRNA hulu sing sesambungan karo 61 gen sing ana hubungane karo ferroptosis. Adhedhasar basis data miRNet lan miRBase, ewonan miRNA hulu ditemokake. Antarane wong-wong mau, 242 miRNA sacara signifikan dibedakake antarane tumor lan jaringan normal saka GC (p< 0.01 lan |log2FoldChang|> 1; Tabel.SII ing Informasi Tambahan 3). Iki 242 miRNA bisa ngiket 57 gen sing gegandhengan karo ferroptosis, mbentuk 992 pasangan interaksi. Subnetwork hub sing kasusun saka 22 miRNA sing ditulis kanthi beda (DEmiRNA) lan 28 gen sing gegandhengan karo ferroptosis dibangun kanthi nggunakake metode topologi ing CytoHubba (Gambar 3C). DEmiRNA lan gen sing gegandhengan karo ferroptosis iki nduweni gelar sing relatif dhuwur lan nduweni peran penting ing jaringan kasebut. 15 kunci DEmiRNA lan gen sing paling dhuwur kanthi derajat sing luwih dhuwur didaftar, kayata CDKN1A, TXNIP lan miR13p (Gambar 3E).

Kajaba iku, lncRNA hulu sing ana gandhengane karo ferroptosis diprediksi liwat database miRNet. 433 lncRNA ditemokake kanggo sesambungan karo 20 saka 22 DEmiRNA. Antarane lncRNAs iki, 83 lncRNAs sacara signifikan dibedakake antarane tumor lan jaringan normal saka pasien GC (padj <0.05 lan | log2FoldChang|> 1; Tabel.SIII ing Informasi Tambahan 4). Adhedhasar interaksi antarane 20 DEmiRNA lan 83 lncRNA sing diekspresikake kanthi beda (DElncRNAs), subnetwork lncRNAmiRNA hub dibangun kanthi metode topologi. Jaringan kasebut dumadi saka 30 DElncRNA lan 20 DEmiRNA (Gambar 3D). 15 tombol DElncRNA lan DEmiRNA paling ndhuwur ditampilake kaya ing Fig. 3F. DElncRNAs lan DEmiRNAs tombol iki bisa uga duwe peran penting ing ferroptosis kanker lambung.

Asosiasi antarane gen sing gegandhengan karo ferroptosis lan kaslametané kanker lambung

Kanggo njelajah apa gen sing gegandhengan karo ferroptosis iki mengaruhi kaslametané pasien GC, kita nindakake analisis kaslametané Kaplan-Meier. Kanggo 28 gen sing gegandhengan karo ferroptosis ing jaringan hub, pitung gen ditemokake ana hubungane karo kaslametan pasien (p <0,05; Gbr. 4). Asil nuduhake yen tingkat kaslametané limang taun saka SLC1A5 klompok ekspresi dhuwur luwih dhuwur tinimbang klompok ekspresi rendah, dene tingkat kaslametan limang taun klompok ekspresi dhuwur saka enem gen liyane luwih murah tinimbang klompok ekspresi rendah (Fig. 4). Contone, pasien kanthi ekspresi dhuwur RGS4 lan TXNIP nuduhake prognosis sing luwih miskin ing kanker lambung, dene sing duwe ekspresi dhuwur SLC1A5duwe prognosis sing luwih apik sajrone limang taun.

Gambar 4
tokoh 4

Analisis kelangsungan hidup Kaplan-Meier saka gen sing gegandhengan karo ferroptosis. teh pNilai diwilang dening test log-rank.

Konstruksi jaringan ceRNA sing gegandhengan karo ferroptosis ing kanker lambung

Adhedhasar hipotesis ceRNA, lncRNAs/mRNAs, minangka molekul ceRNA, fungsi liwat unsur respon miRNA (MRE) kanggo ikatan kompetitif karo miRNA sing padha, saéngga ngatur ekspresi gen kanggo mengaruhi fungsi sel.17.27. We analisa korélasi antarane expression saka pitu gen related kanggo kaslametané lan DEmiRNA saka subnetwork hub (Fig. 3C), liwat koefisien korélasi Pearson. Interaksi miRNA-mRNA pasangan karo Corr <0,5 lan p<0.05 dipilih, sing kalebu 8 miRNA lan 4 gen sing gegandhengan karo ferroptosis (Gambar 5A lan Tabel S2).

Gambar 5
tokoh 5

Korelasi antarane ekspresi ncRNA lan gen sing gegandhengan karo ferroptosis ing kanker lambung. (wis) Korelasi Pearson antarane tingkat ekspresi (nilai RPM / FPKM log2-transformed) saka DEmiRNAs hulu lan gen sing gegandhengan karo kaslametan. (B) Korelasi Pearson antarane tingkat ekspresi (nilai FPKM log2-transformed) saka DElncRNAs hulu lan gen sing gegandhengan karo ferroptosis. (VS) Korelasi Pearson antarane tingkat ekspresi (nilai FPKM / RPM log2-transformed) saka DElncRNAs hulu lan DEmiRNA sing ana gandhengane karo ferroptosis. Corr: Koefisien korélasi Pearson.

Salajengipun, koefisien korélasi Pearson antarane ekspresi 8 miRNA lan DElncRNA saka subnetwork hub (Fig. 3D) diwilang. lncRNA LINC00641 , SNHG14, PWAR6lan PART 1nuduhake korélasi negatif karo 8 miRNA, enem ing antarané ana hubungane sacara statistik karo lncRNA kasebut (p<0,05; Gbr. 5C lan Tabel S3). Kajaba iku, papat lncRNA iki sesambungan karo enem miRNA. Kajaba iku, papat lncRNA iki sacara signifikan hubungane positif karo papat gen sing gegandhengan karo ferroptosis (p<0,05; Gbr. 5B).

Miturut analisis ing ndhuwur, jaringan pangaturan ceRNA sing gegandhengan karo ferroptosis dibangun dening Cytoscape (Gambar 6), sing nyumbang kanggo mangerteni peran regulasi ncRNA ing ferroptosis kanker lambung. Ing jaringan iki, enem tombol DEmiRNA dienggo bareng karo papat tombol DElncRNAs (LINC00641, SNHG14, PWAR6lan PART 1) lan gen sing gegandhengan karo ferroptosis (CAV1 , TXNIP , GABARAPL1 lan TSC22D3 ). Kajaba iku, ekspresi papat DElncRNA lan papat gen sing gegandhengan karo ferroptosis iki luwih murah tinimbang GC tinimbang ing jaringan normal (Fig.S1). Kosok baline, ekspresi enem DEmiRNA dikurangi kanthi nyata ing jaringan GC (Fig.S2). Data kasebut nyaranake manawa papat gen sing gegandhengan karo ferroptosis diatur dening papat lncRNA kunci lan enem miRNA kunci, saengga mengaruhi ferroptosis ing kanker lambung.

Gambar 6
tokoh 6

Jaringan pangaturan ceRNA sing gegandhengan karo ferroptosis ing kanker lambung.

Validasi jaringan pangaturan ceRNA potensial sing ana gandhengane karo ferroptosis ing kanker lambung

Ing jaringan pangaturan ceRNA sing gegandhengan karo ferroptosis (Gambar 6), kita nemokake manawa TXNIP penanda kedadeyan ferroptosis, bisa diatur liwat interaksi lncRNA PWAR6 lan miR-106b-5p. Kanggo luwih netepake linuwih saka asil, kita analisa expression saka TXNIP lan lncRNA PWAR6nggunakake dataset GSE79973 GC saka database GEO, uga ekspresi miR-106b-5p sing dienggo bareng nggunakake dataset GSE78091 GC. Data kasebut nuduhake yen ekspresi saka TXNIP lan PWAR6 suda sacara signifikan ing jaringan GC dibandhingake karo jaringan normal, lan ekspresi miR-106b-5p mundhak kanthi nyata ing GC (p <0,05; Gbr. 7A). Situs target ing TXNIP lan PWAR6 diprediksi bakal dipasangake karo miR-106b-5p dening analisis TargetScan (p<0,05; Gbr. 7B). Asil kasebut luwih nuduhake manawa lncRNA PWAR6minangka RNA endogen competitive, mengaruhi expression saka TXNIPkanthi ikatan kompetitif miR-106b-5p, sing nduwe peran kritis ing ferroptosis GC.

Gambar 7
tokoh 7

Validasi jaringan ceRNA sing gegandhengan karo ferroptosis. (wis) Ekspresi saka TXNIPlan lncRNA PWAR6wis downregulated ing jaringan GC dibandhingake jaringan normal, lan miR-106b-5p upregulated ing GC. teh pNilai diwilang nggunakake t-test. (B) Situs ikatan sing dienggo bareng miR-106b-5p karo TXNIPlan PWAR6.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *