COMMD7在脑低级别胶质...中作用机制的生物信息学分析_王小燕.pdf

第 49 卷 第 2 期2023年 3 月吉林大学学报（医学版）Journal of Jilin University（Medicine Edition）Vol.49 No.2Mar.2023DOI：10.13481/j.1671587X.20230218COMMD7在脑低级别胶质瘤发生发展中作用机制的生物信息学分析王小燕1,2,胡溢洪3,韩语诚3,邹先琼3（1.桂林医学院智能医学与生物技术学院实验教学中心，广西 桂林 541199；2.广西高校生物化学与分子生物学重点实验室，广西 桂林 541199；3.桂林医学院智能医学与生物技术学院生物医学工程教研室，广西 桂林 541199）摘要 目的目的：通过生物信息学方法分析 COMM 域包含蛋白质 7（COMMD7）的表达水平与脑低级别胶质瘤（LGG）患者预后之间的关系，以期寻找脑 LGG 新的潜在生物标志物，并建立预后预测模型，为患者预后预测及个性化治疗提供依据。方法方法：从 UCSC基因组数据库下载 523个脑 LGG样本和 1 152正常样本的数据。采用 Mann-Whitney U 检验分析 COMMD7在脑 LGG样本和正常样本中的表达差异，并采用人类蛋白图谱（HPA）数据库进行验证。使用 R语言的 DESeq软件包对 COMMD7低表达组和 COMMD7高表达组脑 LGG 样本进行差异表达基因（DEGs）鉴定，采用 R 语言的 pROC 软件包进行受试者工作特征（ROC）曲线分析，采用单因素和多因素 Cox回归分析 COMMD7表达与脑LGG 患者临床病理特征的关系及对脑 LGG 患者 1、3和 5年生存率的影响，采用 R 语言的 ggplot2软件包构建森林图，采用 R 语言的 RMS软件包和 Survival软件包构建列线图和 Calibration预测模型，采用比例风险回归模型分析 COMMD7用于区分脑 LGG 样本和正常样本的诊断价值。采用 GEPIA 数据库及 Oncolnc 数据库进一步验证 COMMD7 与脑 LGG 患者预后的关系。使用基因本体（GO）功能注释和京都基因与基因组百科全书（KEGG）对 DEGs 进行功能和通路富集分析，使用基因集富集分析（GSEA）获得 DEGs显著富集的基因集，采用 TISIDB 数据库分析 COMMD7表达与脑 LGG 患者免疫细胞浸润之间的相关性。结果结果：COMMD7 在脑 LGG 样本中表达明显上调，HPA 检测结果显示COMMD7在脑 LGG 样本中高表达。分析得到了 764个 DEGs（|log2FC|1，P0.05），包括 654个上调和 110个下调 DEGs。基于多因素分析的预测模型显示 COMMD7是一个独立的预后因素。ROC 分析，COMMD7用于区分癌组织和癌旁组织具有较高的诊断价值 ROC曲线下面积（AUC）=0.835，95%CI：0.8160.853。Cox 回 归 分 析，COMMD7 高 表 达 组 脑 LGG 患 者 生 存 率 明 显 低 于COMMD7 低表达组，COMMD7 高表达与 LGG 患者的预后不良呈明显正相关关系（P0.001）。GEPIA 数据库 514个脑 LGG 样本分析和 Oncolnc数据库 510个脑 LGG 样本分析，COMMD7 高表达组脑 LGG 患者的生存率明显低于 COMMD7 低表达组（P=0.003，P=0.006）；GO 功能富集分析，上述 DEGs主要富集于 DNA结合转录激活子活性、RNA 聚合酶特异性、增强子序列特异性 DNA结合和增强子绑定等方面；KEGG通路分析，DEGs仅富集于癌症中的转录失调通路。GSEA 分析，DEGs主要富集于与 KEGG 数据库中细胞周期（N=1.950，P=0.012）、World press（WP）数据库中细胞周期（N=1.944，P=0.012）和 G2/M 检查点（N=2.118，P=0.0012）和 G2/M DNA 损伤检查点（N=1.879，P=0.012）密切相关的基因集，COMMD7高表达与肿瘤密切相关的 p53稳定有关（N=1.793，P=0.012），可以激活 p53下游通路（N=1.782，P=0.012）和 p53 信号通路（N=1.762，P=0.012），激 活 Tp53 调 控 细 胞 周 期 基 因 的 转 录（N=1.766，P=0.018）。免 疫 浸 润 分 析，COMMD7表达与活化的 CD8+T 淋巴细胞、中枢记忆 CD8+T 淋巴细胞和 CD56bright 自然杀伤细胞等15 种细胞数量呈明显正相关关系（P0.05），与吲哚胺 2，3-加双氧酶 1（IDO1）、半乳凝素 9文章编号 1671587X(2023)02041411收稿日期 20220507基金项目 国家自然科学基金项目（82160185）；广西壮族自治区教育厅高校中青年教师基础能力提升项目（2023KY0525）作者简介 王小燕（1983），女，江西省上饶市人，实验师，理学硕士，主要从事疾病的分子机制方面的研究。通信作者 邹先琼，教授，博士研究生导师（E-mail：）414王小燕，等.COMMD7在脑低级别胶质瘤发生发展中作用机制的生物信息学分析（LGALS9）和 CD244等 11个关键的免疫检查点呈明显正相关关系（P0.05），与 CD274（PD-L1）、激酶插入区域受体（KDR）和带有 Ig及 ITIM 结构域的 T 淋巴细胞免疫受体（TIGIT）呈明显负相关关系（P0.05），与 CD40、CD276 和 CD48 等 8 个关键的免疫刺激因子及 C-C 基序趋化因子配体 2（CCL2）、C-C基序趋化因子配体 5（CCL5）和 C-X-C基序趋化因子配体 9（CXCL9）等 7个免疫趋化因子呈明显正相关关系（P1，P0.05），including 654 up-regulated DEGs and 110 down-regulated DEGs.The predictive 415第 49 卷 第 2 期 2023 年 3 月吉林大学学报（医学版）model based on the multivariate analysis results suggested that COMMD7 was an independent prognostic factor.The ROC analysis results showed that COMMD7 had a high diagnostic value in distinguishing the cancer tissue from the adjacent tissue area under curve（AUC）=0.835，95%CI=0.8160.853.The Cox regression results showed that the survival rate of the brain LGG patients in high expression of COMMD7 group was significantly lower than that in low expression of COMMD7 group，and the high expression of COMMD7 was negatively related with poor prognosis of the brain LGG patients（P0.01）.The analysis results of 514 LGG samples from GEPIA Database and 510 brain LGG samples from Oncolnc Database showed that the survival rate of the brain LGG patients in high expression of COMMD7 group was significantly lower than that in low expression of COMMD7 group（P=0.003，P=0.006）；the GO enrichment analysis results showed that the above DEGs were mainly enriched in the DNA-binding transcription activator activity，RNA polymerase-specificity，enhancer sequence specific DNA binding，and enhancer binding and so on；the KEGG enrichment analysis results showed that DEGs were mainly enriched in the transcriptional misregulation pathway in cancer.The GSEA results showed that DEGs were mainly enriched in the cell cycle in KEGG Database（N=1.950，P=0.012），cell cycle in World Press（WP）Database（N=1.944，P=0.012），G2/M checkpoints（N=2.118，P=0.0012），and G2/M DNA damage checkpoints（N=1.879，P=0.012）.High expression of COMMD7 was not only associated with stabilization of P53 closely realted to tumor（N=1.793，P=0.012），but also activating P53 downstream pathway（N=1.782，P=0.012），and p53 signaling pathway（N=1.762，P=0.012），and activating Tp53 regulated transcription of cell cycle genes（N=1.766，P=0.018）.The immune infiltration analysis results showed that the expression of COMMD7 was significantly positively correlated with the numbers of 15 kinds of cells including activated CD8+T lymphocytes，central memory CD8+T lymphocyte and CD56bright natural killer cells，and so on（P0.05），the expression of COMMD7 was significantly positively correlated with 11 kinds of key immune checkpoints including indoleamine 2，3-dioxygenase 1（IDO1），galactin 9（LGALS9），and CD244，and so on（P0.05），and the expression of COMMD7 was significantly negatively correlated with CD274（PD-L1），kinase insert domain receptor（KDR），and T lymphocytes immunoreceptor with Ig and ITIM domains（TIGIT）（P0.05），and the ex