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不知道大家是否還記得去年7月底生信人給大家推送的腫瘤乳酸熱點(diǎn)專題，主要對(duì)乳酸在腫瘤進(jìn)程中的重要作用進(jìn)行總結(jié)，還分享了TME相關(guān)乳酸代謝純生信新思路。去年我們還在感慨6月推出的焦亡思路，10月份一檢索就已經(jīng)三篇文章了，還好乳酸思路尚有機(jī)會(huì)。好巧不巧，今年的乳酸思路又又又又成真了。一篇Cancer Cell（IF: 2020，31.7436; 2021預(yù)測(cè)，34.949），一篇Frontiers in Oncology（IF: 2020，6.2437; 2021預(yù)測(cè)，5.452）再一次敲響腫瘤乳酸代謝的大門(mén)。這里小編就不得不凡爾賽一下了，我們對(duì)腫瘤研究熱點(diǎn)的把握就是這么迅速，敏捷，精準(zhǔn)，吼吼！畢竟腫瘤代謝和腫瘤免疫那么火，發(fā)文那么快，影響因子那么高也是情理之中啦。今天小編想和大家分享的第一篇就是關(guān)于乳酸與腫瘤免疫相關(guān)的分析文章，Cancer Cell出品，質(zhì)量有保證哦。
Lactic acid promotes PD-1 expression in regulatory T cells in highly glycolytic tumor microenvironments
乳酸在高糖酵解性腫瘤微環(huán)境中促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞PD-1的表達(dá)
在腫瘤微環(huán)境(TME)中，表達(dá)PD-1的CD8+ T細(xì)胞和調(diào)節(jié)T細(xì)胞之間的平衡決定PD-1阻斷治療的臨床療效。然而，決定這種平衡的因素仍然是未知的。在myc擴(kuò)增腫瘤和肝臟腫瘤等高糖酵解性腫瘤中，與效應(yīng)T細(xì)胞相比，PD-1在Treg細(xì)胞表達(dá)更高。在低糖環(huán)境下，Treg細(xì)胞通過(guò)腫瘤細(xì)胞消耗葡萄糖，通過(guò)單羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體1 (moncarboxylate transporter 1, MCT1)主動(dòng)吸收乳酸(LA)，促進(jìn)NFAT1轉(zhuǎn)位入核，從而增強(qiáng)PD-1的表達(dá)，而效應(yīng)T細(xì)胞的PD-1表達(dá)被抑制。PD-1阻斷激活表達(dá)PD-1的Treg細(xì)胞，導(dǎo)致治療失敗。因此，研究者認(rèn)為L(zhǎng)A在高糖酵解TME中通過(guò)上調(diào)PD-1的表達(dá)，是TME中Treg細(xì)胞功能的活躍檢查點(diǎn)。
圖片摘要.乳酸在高糖酵解性腫瘤微環(huán)境中促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞PD-1的表達(dá)
1.腫瘤的糖酵解活性與TME中eTreg（效應(yīng)Treg）細(xì)胞表達(dá)PD-1相關(guān)
研究者首先對(duì)TME中影響Treg細(xì)胞表達(dá)PD-1的因素進(jìn)行探究。Treg細(xì)胞通常與主轉(zhuǎn)錄因子FOXP3的表達(dá)有關(guān)。因此，研究者根據(jù)naive T細(xì)胞標(biāo)記物CD45RA和FOXP3的表達(dá)水平對(duì)人類Treg細(xì)胞進(jìn)行分類:naive Treg細(xì)胞(CD45RA+ CD25low FOXP3low CD4+) (I)；eTreg細(xì)胞(CD45RA- CD25high FOXP3high CD4+) (II);和非Treg細(xì)胞(CD45RA- CD25low FOXP3low CD4+) (III)。研究者基于手術(shù)切除胃癌(GC)和非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)的表達(dá)譜數(shù)據(jù)（GSE190139，GSE190141，GSE152040），對(duì)PD-1高表達(dá)的eTreg細(xì)胞(PD-1高表達(dá)的eTreg細(xì)胞)與PD-1低表達(dá)的eTreg細(xì)胞(PD-1低表達(dá)的eTreg細(xì)胞)腫瘤特點(diǎn)進(jìn)行探究(圖1A)。基因集富集分析(GSEA)發(fā)現(xiàn)，在PD-1高表達(dá)eTreg細(xì)胞的GC和NSCLC腫瘤組織中，糖酵解相關(guān)基因集和myc靶向基因集顯著富集(圖1B)。與PD-1含量低的eTreg細(xì)胞相比，PD-1含量高的eTreg細(xì)胞中LDHA和MYC的基因表達(dá)更高(圖1C)。MYC是糖酵解的重要調(diào)節(jié)因子。研究者進(jìn)一步對(duì)腫瘤表達(dá)MYC的免疫效應(yīng)進(jìn)行探究，發(fā)現(xiàn)腫瘤浸潤(rùn)性CD8+ T細(xì)胞與eTreg細(xì)胞的比值以及腫瘤浸潤(rùn)性CD8+ T細(xì)胞的PD-1表達(dá)在myc過(guò)表達(dá)(MYC high)的GCs和nsclc中顯著低于MYC low腫瘤(圖1D和1E)。相比之下，腫瘤浸潤(rùn)的eTreg細(xì)胞在MYC high GCs和NSCLC中的PD-1表達(dá)顯著高于MYC low的 GCs和NSCLC(圖1E)。
因此，研究者推測(cè)eTreg細(xì)胞在高糖酵解腫瘤中PD-1的表達(dá)可能上調(diào)。對(duì)來(lái)自NSCLC原發(fā)病灶和肝轉(zhuǎn)移病灶的成對(duì)標(biāo)本進(jìn)行免疫組化(IHC)分析，研究者發(fā)現(xiàn)與原發(fā)病灶相比，肝轉(zhuǎn)移病灶中糖酵解相關(guān)蛋白，包括LDHA、PDK1和HIF1a的表達(dá)顯著升高(圖1F)。肝轉(zhuǎn)移灶中FOXP3+ CD4+ T細(xì)胞的PD-1表達(dá)也明顯高于原發(fā)灶，而CD8+ T細(xì)胞的PD-1表達(dá)降低(圖1G和1H)。
圖1.eTreg表達(dá)的PD-1在高糖酵解性腫瘤中升高
2.LA通過(guò)MCT1增強(qiáng)eTreg細(xì)胞的PD-1表達(dá)，但不增強(qiáng)CD8+ T細(xì)胞的PD-1表達(dá)
研究者繼續(xù)對(duì)eTreg細(xì)胞在糖酵解性腫瘤中比CD8+ T細(xì)胞表達(dá)更高PD-1的機(jī)制進(jìn)行探究。從手術(shù)切除的NSCLC標(biāo)本中制備4個(gè)腫瘤浸潤(rùn)T細(xì)胞亞群，PD-1+或PD-1-的CD8+ T細(xì)胞和PD-1+或PD-1-的eTreg細(xì)胞。對(duì)四個(gè)T細(xì)胞亞群的基因表達(dá)進(jìn)行富集分析，以確定那些在eTreg細(xì)胞中與PD-1表達(dá)正相關(guān)，而在CD8+ T細(xì)胞中沒(méi)有的基因(圖2B)。在PD-1+ eTreg細(xì)胞穩(wěn)健表達(dá)的富集基因中，研究者注意到一個(gè)LA轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，編碼MCT1的Slc16a1(圖2C)。鑒于LA是腫瘤糖酵解的最終產(chǎn)物，研究者探究是否可以通過(guò)MCT1吸收LA，從而誘導(dǎo)eTreg細(xì)胞表達(dá)PD-1。事實(shí)上，PD- 1高 eTreg的晚期GC中LA含量明顯高于PD- 1低eTreg細(xì)胞(圖2D)。進(jìn)一步采用流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)各組T細(xì)胞亞群中MCT1蛋白的表達(dá)。與LA代謝相關(guān)的MCT1和LDHB在PD-1+ eTreg細(xì)胞中表達(dá)顯著升高，而在PD-1+ CD8+ T細(xì)胞中表達(dá)明顯降低(圖2E和2F)。MCT1的細(xì)胞表面表達(dá)是通過(guò)與CD147的緊密相互作用而促進(jìn)的。與eTreg細(xì)胞一致，CD147是由激活的人類Treg細(xì)胞特異性表達(dá)的。對(duì)來(lái)源于人類高級(jí)GC樣本和小鼠腫瘤模型的腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞流式細(xì)胞術(shù)分析表明，eTreg細(xì)胞中MCT1、CD147和LDHB蛋白表達(dá)顯著升高(圖2G, 2H)。
公共數(shù)據(jù)集中的染色質(zhì)免疫沉淀測(cè)序(ChIP-seq)數(shù)據(jù)表面SLC16A1和BSG(編碼CD147)基因都含有FOXP3結(jié)合位點(diǎn)。在FOXP3過(guò)表達(dá)的細(xì)胞中，MCT1和CD147的表達(dá)明顯高于對(duì)照組細(xì)胞，提示FOXP3可直接促進(jìn)eTreg細(xì)胞MCT1和CD147的表達(dá)。
研究者進(jìn)一步對(duì)每個(gè)T細(xì)胞亞群中LA和PD-1表達(dá)之間的直接聯(lián)系進(jìn)行探究。在低糖條件下，用抗CD3和CD28單克隆抗體(mAbs)刺激CD8+ T細(xì)胞和eTreg細(xì)胞。隨著LA濃度的增加，eTreg細(xì)胞的PD-1表達(dá)顯著升高。相比之下，CD8+ T細(xì)胞中PD-1的表達(dá)與LA濃度成比例下降(圖2I和2J)。當(dāng)Treg細(xì)胞通過(guò)MCT1從微環(huán)境中攝取LA時(shí)，LA在Treg細(xì)胞中被代謝為磷酸烯醇丙酮酸(PEP)。PEP被稱為代謝免疫檢查點(diǎn)，可以激活T細(xì)胞功能。PEP增加細(xì)胞質(zhì)中的鈣離子(Ca2+)濃度，促進(jìn)NFAT1易位入核。從本工作的數(shù)據(jù)來(lái)看，LA濃度的增加導(dǎo)致Treg細(xì)胞中PEP含量、Ca2+含量和核內(nèi)NFAT1表達(dá)顯著升高，而在CD8+ T細(xì)胞中，在低糖條件下刺激T細(xì)胞時(shí)，則沒(méi)有升高(圖2K、2L)。進(jìn)一步評(píng)估LA濃度對(duì)低糖環(huán)境下CD8+ T細(xì)胞和Treg細(xì)胞增殖和凋亡的影響。與CD8+ T細(xì)胞相比，eTreg細(xì)胞在低糖條件下因LA增加而增殖旺盛，凋亡較少。此外，在低LA或高LA環(huán)境下進(jìn)行T細(xì)胞抑制試驗(yàn)，研究者發(fā)現(xiàn)eTreg細(xì)胞在高LA(低葡萄糖)濃度下變得更受抑制(圖3A)。
圖2.LA通過(guò)MCT1誘導(dǎo)eTreg細(xì)胞表達(dá)PD-1
接著，研究者進(jìn)一步探究在高LA條件下MCT1表達(dá)與Treg細(xì)胞抑制活性之間的相關(guān)性。在低葡萄糖和高LA條件下，Slc16a1在Treg細(xì)胞中的遺傳消融降低抑制活性，但在低LA(正常葡萄糖)條件下卻沒(méi)有(圖3B和3C)。綜上所述，在低糖高LA環(huán)境下，eTreg細(xì)胞通過(guò)MCT1(由FOXP3控制)攝取LA，從而上調(diào)PD-1的表達(dá)，而在CD8+ T細(xì)胞中則呈相反趨勢(shì)。
3.PD-1阻斷增強(qiáng)高LA環(huán)境下eTreg細(xì)胞的免疫抑制活性
研究者進(jìn)一步探究PD-1阻斷是否可以增強(qiáng)低糖高LA條件下eTreg細(xì)胞的抑制功能。更高濃度的LA通過(guò)PD-1阻斷逐漸降低CD8+ T細(xì)胞IFN-g的生成；使用更高濃度LA的抗PD-1單抗增強(qiáng)eTreg細(xì)胞的抑制活性。
在低LA或高LA條件下進(jìn)行抑制實(shí)驗(yàn)。在低LA環(huán)境中，通過(guò)添加抗PD-1單克隆抗體可以增加Tresp細(xì)胞的增殖，而在高LA環(huán)境中則不能(圖3E和3F)。當(dāng)Tresp細(xì)胞與eTreg細(xì)胞在低LA環(huán)境下共培養(yǎng)時(shí)，Tresp細(xì)胞優(yōu)先被抗PD-1單克隆抗體激活，與eTreg細(xì)胞的抑制情況類似(圖3E)。相比之下，在高LA環(huán)境下，Tresp細(xì)胞與eTreg細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)，eTreg細(xì)胞的抑制活性增強(qiáng)，PD-1阻斷使Tresp細(xì)胞增殖嚴(yán)重受損，提示PD-1+ eTreg細(xì)胞優(yōu)先激活(圖3F)。因此,PD-1封鎖可以增強(qiáng)eTreg細(xì)胞在低糖高乳酸環(huán)境下的活性,導(dǎo)致CD8 + T細(xì)胞功能被抑制,表明高la誘導(dǎo)的PD-1高eTreg細(xì)胞與PD-1阻斷治療失敗之間的直接聯(lián)系。
圖3.Treg細(xì)胞的MCT1表達(dá)對(duì)于維持高LA環(huán)境下的抑制活性至關(guān)重要
4.MYC表達(dá)通過(guò)調(diào)節(jié)糖酵解活性和創(chuàng)造高LA TME來(lái)調(diào)節(jié)PD-1表達(dá)的平衡
MYC high腫瘤的臨床樣本數(shù)據(jù)(圖1D和1E)促使研究者使用動(dòng)物模型評(píng)估腫瘤MYC表達(dá)對(duì)TME中T細(xì)胞PD-1表達(dá)的影響。研究者建立MYC過(guò)表達(dá)的MC-38(小鼠結(jié)腸癌細(xì)胞株)和B16-OVA(小鼠黑色素瘤細(xì)胞株)(圖4A)。糖酵解的關(guān)鍵調(diào)控因子己糖激酶2和LDHA在MYC過(guò)表達(dá)細(xì)胞株中的表達(dá)高于模擬細(xì)胞株(圖4A和4B)。因此，與模擬細(xì)胞株相比，MYC過(guò)表達(dá)細(xì)胞株在體外和體內(nèi)產(chǎn)生的LA數(shù)量顯著增加(圖4C和4D)。MYC過(guò)表達(dá)的MC-38腫瘤在免疫缺陷和免疫能力低下的小鼠中都比對(duì)照腫瘤生長(zhǎng)得更快(圖4G)。因此，MYC過(guò)表達(dá)的MC-38腫瘤中CD8+ T細(xì)胞的數(shù)量(計(jì)數(shù)/腫瘤重量)明顯低于對(duì)照組(圖4E)。在MYC過(guò)表達(dá)的MC-38腫瘤中，與對(duì)照腫瘤相比，Treg細(xì)胞的PD-1表達(dá)顯著升高。盡管在MYC過(guò)表達(dá)的MC-38腫瘤中，CD8+ T細(xì)胞的PD-1表達(dá)顯著低于對(duì)照組(圖4F)?？筆D -1單克隆抗體的抗腫瘤作用在MYC過(guò)表達(dá)的MC-38腫瘤中顯著減弱(圖4G)。在B16-OVA模型中也觀察到類似的結(jié)果(圖4E、4F和4H)。
在MYC過(guò)表達(dá)的MC-38腫瘤中，抗PD -1單抗處理顯著增強(qiáng)激活標(biāo)記物(CTLA-4、ICOS和GITR)的表達(dá)和Treg細(xì)胞的增殖。而在對(duì)照腫瘤中，抗PD-1單抗處理后未觀察到Treg細(xì)胞的功能和增殖增強(qiáng)(圖4I, 4J)。抗原提呈細(xì)胞(APCs)是Treg細(xì)胞的重要靶點(diǎn)，在MYC過(guò)表達(dá)腫瘤中，抗PD-1單抗治療抑制TME中APCs的成熟。在MYC過(guò)表達(dá)腫瘤中，抗PD-1單克隆抗體并沒(méi)有增加TME中MuLV-15E四聚體+ CD8+ T細(xì)胞和TNF-a+ IFN-g+ CD8+ T細(xì)胞的頻率(圖4K和4L)。因此，MYC過(guò)表達(dá)腫瘤TME，尤其是Treg細(xì)胞中豐富的LA增加PD-1的表達(dá)，從而導(dǎo)致PD-1被阻斷后Treg細(xì)胞抑制活性增強(qiáng)而引起的治療耐藥性。
圖4.腫瘤細(xì)胞表達(dá)MYC可促進(jìn)糖酵解并導(dǎo)致對(duì)PD-1封鎖的抵抗
5.肝內(nèi)腫瘤在TME中增強(qiáng)糖酵解，促進(jìn)Treg細(xì)胞PD-1的表達(dá)
臨床樣本數(shù)據(jù)(圖1G和1H)表明，在肝轉(zhuǎn)移瘤中eTreg細(xì)胞誘導(dǎo)PD-1表達(dá)。將MC-38或B16-OVA細(xì)胞接種于C57BL/6小鼠皮下或直接接種于肺或肝臟中。免疫印跡檢測(cè)顯示肝內(nèi)腫瘤通過(guò)HIF1a高表達(dá)PDK1和LDHA(圖5A和5B)。肝內(nèi)腫瘤組織間質(zhì)液中LA濃度顯著升高(圖5C)。與MYC過(guò)表達(dá)腫瘤相似，肝內(nèi)腫瘤中CD8+ T細(xì)胞的數(shù)量和PD-1表達(dá)明顯減少，而Treg細(xì)胞的PD-1表達(dá)明顯增強(qiáng)(圖5D和5E)。抗PD -1單抗治療對(duì)肝內(nèi)腫瘤沒(méi)有抗腫瘤作用(圖5F和5G)，而是激活肝內(nèi)腫瘤中的Treg細(xì)胞(圖5H、5I)，并抑制APCs的成熟。因此，在肝內(nèi)腫瘤中，抗PD -1單克隆抗體并不能增強(qiáng)腫瘤響應(yīng)和/活化的CD8+ T細(xì)胞(圖5J和5K)?？傊?，肝內(nèi)TME中豐富的LA誘導(dǎo)Treg細(xì)胞表達(dá)PD-1，導(dǎo)致抗PD-1單抗治療的耐藥。
圖5.肝內(nèi)腫瘤誘導(dǎo)缺氧微環(huán)境，抑制PD-1阻斷效果
6.通過(guò)抑制Treg細(xì)胞LA代謝，可以克服MYC過(guò)表達(dá)腫瘤對(duì)PD-1阻斷的耐藥
研究者進(jìn)一步探究靶向腫瘤細(xì)胞的LDHA或TME中Treg細(xì)胞的MCT1是否可以恢復(fù)MYC過(guò)表達(dá)腫瘤中抗PD -1單克隆抗體的療效。研究者發(fā)現(xiàn)不論是在過(guò)表達(dá)MYC細(xì)胞中敲除LDHA，還是使用藥物(GSK2837808A LDHi)抑制LDHA，都可以減少LDHA的產(chǎn)生，逆轉(zhuǎn)CD8+ T細(xì)胞和Treg細(xì)胞中PD-1的表達(dá)平衡，抑制Treg細(xì)胞的抑制功能，使抗PD-1單克隆抗體的療效顯著提高（(圖6A- 6H）。因此，可以通過(guò)靶向腫瘤中的LDHA或Treg細(xì)胞的MCT1來(lái)克服MYC過(guò)表達(dá)腫瘤對(duì)PD-1阻斷的耐藥性。
圖6.通過(guò)抑制Treg細(xì)胞LA代謝，可以克服MYC過(guò)表達(dá)腫瘤對(duì)PD-1阻斷的耐藥性
7.通過(guò)靶向Treg細(xì)胞LA代謝恢復(fù)在肝內(nèi)腫瘤中的抗PD-1阻斷作用
研究者進(jìn)一步測(cè)試TME中靶向腫瘤細(xì)胞的LDHA或Treg細(xì)胞的MCT1是否可以增強(qiáng)抗PD -1單克隆抗體在肝內(nèi)腫瘤中的療效。與MYC過(guò)表達(dá)腫瘤相似，LDHA的遺傳和藥理抑制均能減少肝內(nèi)腫瘤中LA的含量，逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞的PD-1表達(dá)平衡，抑制Treg細(xì)胞的抑制功能，從而提高了抗PD-1單克隆抗體的療效(圖7A- H)。此外，對(duì)Treg細(xì)胞MCT1的遺傳和藥理抑制降低PD-1表達(dá)，增加肝內(nèi)TME中活化的CD8+ T細(xì)胞，從而顯著增強(qiáng)抗PD-1單克隆抗體的抗腫瘤療效(圖7I-P)。因此，抗PD -1單克隆抗體的抗腫瘤作用是通過(guò)抑制腫瘤中的LDHA或肝內(nèi)腫瘤中Treg細(xì)胞的MCT1而恢復(fù)的。
圖7.靶向Treg細(xì)胞的LA代謝恢復(fù)在肝內(nèi)腫瘤中的抗PD-1阻斷作用
8.基于糖酵解相關(guān)分子表達(dá)預(yù)測(cè)PD-1阻斷的有效性
在接受PD-1阻斷的胃癌、非小細(xì)胞肺癌和惡性黑色素瘤患者中，LDHA或MYC高表達(dá)的患者表現(xiàn)出較短的無(wú)進(jìn)展生存期(PFS)(圖8A、8B)。與無(wú)MYC擴(kuò)增的胃癌患者相比，有MYC擴(kuò)增的胃癌患者PFS顯著縮短(圖8C)。有肝轉(zhuǎn)移的胃癌和NSCLC患者接受PD-1阻斷治療后，PFS顯著低于無(wú)肝轉(zhuǎn)移的患者(圖8D)。總之，MYC擴(kuò)增和肝轉(zhuǎn)移以及免疫阻斷的耐藥性有關(guān)。
圖8.糖酵解相關(guān)分子與PD-1阻斷的有效性
這篇文章的主要內(nèi)容就是這些，研究者主要對(duì)乳酸在高糖酵解性腫瘤微環(huán)境中促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞PD-1的表達(dá)進(jìn)行機(jī)制分析，發(fā)現(xiàn)高糖酵解性腫瘤消耗葡萄糖，釋放過(guò)量的LA，增加PD-1的表達(dá)，抑制Treg細(xì)胞的活性，從而導(dǎo)致部分PD-1阻斷治療無(wú)效，通過(guò)靶向Treg細(xì)胞LA代謝可以恢復(fù)在肝內(nèi)腫瘤中的抗PD-1阻斷作用，充分說(shuō)明乳酸與免疫治療間存在的緊密關(guān)聯(lián)。
相比于第一篇文章而言，第二篇就簡(jiǎn)單多啦，是一篇純生信的代謝分析文章。我們?cè)谶@里就只做簡(jiǎn)單介紹，感興趣的小伙伴們就自行學(xué)習(xí)啦。皮膚黑色素瘤(SKCM)是一種以高度免疫細(xì)胞浸潤(rùn)為特征的皮膚癌類型。乳酸是SKCM腫瘤微環(huán)境(TME)的主要代謝產(chǎn)物，但其潛在功能尚不清楚。在這篇文章中，研究者對(duì)TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)中SKCM患者的乳酸相關(guān)基因?qū)︻A(yù)后和免疫檢查點(diǎn)抑制劑(ICIs)響應(yīng)的預(yù)測(cè)價(jià)值進(jìn)行探究。首先，研究者基于TCGA和GTEX數(shù)據(jù)識(shí)別出在正常皮膚和SKCM樣本中發(fā)生差異表達(dá)的乳酸相關(guān)基因，并基于單因素cox分析篩選出與預(yù)后相關(guān)的差異表達(dá)乳酸相關(guān)基因。進(jìn)而基于多因素cox分析和LASSO cox分析構(gòu)建預(yù)后特征，比較不同預(yù)后風(fēng)險(xiǎn)患者在預(yù)后，臨床特征，生物學(xué)功能，腫瘤微環(huán)境和免疫響應(yīng)等方面的差異，并在獨(dú)立數(shù)據(jù)集合中進(jìn)行驗(yàn)證。
圖9.流程圖
1.基于TCGA和GTEX數(shù)據(jù)識(shí)別出在正常皮膚和SKCM樣本中發(fā)生差異表達(dá)的乳酸相關(guān)基因，對(duì)乳酸相關(guān)差異表達(dá)基因進(jìn)行GO和KEGG功能富集分析，并構(gòu)建乳酸相關(guān)差異表達(dá)基因的蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)。
圖10. 差異表達(dá)乳酸相關(guān)基因的識(shí)別及其功能富集分析
2.通過(guò)無(wú)監(jiān)督一致聚類方法，基于差異表達(dá)的乳酸相關(guān)基因，將SKCM樣本分為不同的聚類(K = 2 ~ 9)，并根據(jù)共識(shí)矩陣、共識(shí)CDF曲線和CDF曲線下面積的相對(duì)變化，進(jìn)行最優(yōu)劃分。不同類別患者的預(yù)后生存時(shí)間以及潰瘍狀態(tài)等臨床特征存在差異。
圖11.基于差異表達(dá)乳酸相關(guān)基因的一致性聚類
3.首先基于單因素cox分析篩選出與預(yù)后相關(guān)的差異表達(dá)乳酸相關(guān)基因，進(jìn)而基于多因素cox分析和LASSO cox分析構(gòu)建預(yù)后特征，預(yù)后特征基因表達(dá)與患者預(yù)后有關(guān)。
圖12.基于TCGA數(shù)據(jù)構(gòu)建構(gòu)建乳酸相關(guān)基因的預(yù)后特征
基于預(yù)后特征風(fēng)險(xiǎn)打分將患者進(jìn)行劃分，與低風(fēng)險(xiǎn)打分患者相比，高風(fēng)險(xiǎn)組患者的預(yù)后更差。NARS2等特征基因在在兩套數(shù)據(jù)的相同類型患者中，表達(dá)趨勢(shì)一致。
圖13. 乳酸相關(guān)基因預(yù)后特征的預(yù)后價(jià)值
4.不同風(fēng)險(xiǎn)組患者展現(xiàn)出不同的預(yù)后特征，并且可以作為SKCM患者的獨(dú)立預(yù)后因素，具有比較強(qiáng)的臨床實(shí)用性。
圖14. 乳酸相關(guān)基因預(yù)后特征的臨床實(shí)用性
5. 構(gòu)建臨床列線圖。
圖15.臨床列線圖的構(gòu)建與評(píng)估
6. 識(shí)別不同風(fēng)險(xiǎn)組患者的差異表達(dá)基因，并對(duì)其進(jìn)行富集分析，以識(shí)別預(yù)后特征相關(guān)的生物學(xué)過(guò)程和通路。
圖16.差異表達(dá)基因的功能富集分析
7.乳酸風(fēng)險(xiǎn)打分與六種免疫細(xì)胞浸潤(rùn)豐度的相關(guān)性。
圖17. 風(fēng)險(xiǎn)打分與六種免疫細(xì)胞浸潤(rùn)豐度的相關(guān)性
8.乳酸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與腫瘤微環(huán)境相關(guān)，不同風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分患者展現(xiàn)出不同的腫瘤微環(huán)境。
圖18. 乳酸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與腫瘤微環(huán)境相關(guān)
9. 乳酸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與腫瘤免疫治療響應(yīng)相關(guān)，不同風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分患者對(duì)腫瘤免疫治療響應(yīng)不同。
圖19.乳酸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分與腫瘤免疫治療響應(yīng)相關(guān)
細(xì)心的友友們一定能發(fā)現(xiàn)，不管是之前的m6A，細(xì)胞焦亡，還是現(xiàn)在的乳酸代謝等等等，很多思路的研究方法都一致，會(huì)很疑惑創(chuàng)新性在哪，甚至?xí)J(rèn)為這是種重復(fù)，沒(méi)啥意義。但咋說(shuō)呢，現(xiàn)階段研究預(yù)后的手段就那么幾種，文章的靈魂不僅在于研究方法，更在于研究疾病和研究?jī)?nèi)容的緊密關(guān)聯(lián)。研究方法創(chuàng)新性不強(qiáng)，那我們完全可以在研究?jī)?nèi)容上殺出重圍，闖出自己的一片天空啊。不知道如何把握研究?jī)?nèi)容，掌握研究熱點(diǎn)的小伙伴也不要擔(dān)心，趕快跟上我們的步伐，大家一起殺出重圍吧。
參考文獻(xiàn)：
1.Lactic acid promotes PD-1 expression in regulatory T cells in highly glycolytic tumor microenvironments
2.Identification of Lactate-Related Gene Signature for Prediction of Progression and Immunotherapeutic Response in Skin Cutaneous Melanoma
