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大家好！今天给大家介绍一篇2021年6月发表在OncoImmunology（IF：8.110）上的文章。作者对结肠癌患者的GEO数据集进行分析，构建m1AScore。m1AScore与患者预后，肿瘤免疫微环境和免疫治疗反应具有一定关系。

Integrated analyses of m1A regulator-mediated modification patterns in tumor microenvironment-infiltrating immune cells in colon cancer

综合分析结肠癌肿瘤微环境免疫浸润细胞中m1A调控因子介导的修饰模式

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摘要

越来越多的研究表明mRNA甲基腺苷修饰在免疫反应中起到关键作用，然而RNA N1-甲基腺苷（m1A）修饰在肿瘤微环境（TME）免疫细胞中的潜在作用尚不清楚。本研究中，作者根据9个m1A调控因子的综合分析鉴定到三个m1A修饰模式，与结肠癌患者的RFS，OS和TME浸润细胞显著相关。此外，使用71个m1A相关基因构建m1Ascore，进一步表明结肠癌中m1A模式的特征。总的来说，低m1Ascore的特征为低EMT，TNM分期较低，淋巴细胞浸润比例较少和预后较好，且与CD8+ T细胞增殖，MSI，新抗原负荷和PD-L1表达较高有关。作者的研究表明m1A修饰模式在TME中免疫细胞的复杂和多样性起到重要作用。因此，m1Ascore为鉴定结肠癌TME免疫细胞浸润特征起到重要作用，为抗肿瘤免疫治疗提供有价值的信息。

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流程图

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结果

1. 数据集获取和下载

从GEO和TCGA数据库下载8个结肠癌的基因表达数据（GSE39582, GSE17538, TCGA-COAD, GSE41258, GSE33113, GSE37892, GSE38832和GSE39084）。

2. 结肠癌中m1A调控因子情况

本研究共包含9个m1A调控因子，包括3个writers，2个erasers和4个readers。图1A显示m1A调控因子介导RNA修饰的动态可逆过程。图1B为TCGA-COAD队列中9个m1A调控因子体细胞突变情况，399例患者中有45例的9个m1A调控因子发生突变。随后，作者计算GSE39582和GSE17538中m1A调控因子的相关性，这些m1A调控因子弱相关（图1C）。9个m1A调控因子中有7个在TCGA-COAD患者中高表达（图1D）。GSEA分析表明，9个m1A调控因子与TME中的免疫细胞浸润相关性较高（图1E）。以上结果表明，m1A调控因子在结肠癌的免疫微环境中起到重要作用。

图1 结肠癌中m1A调控因子分析

3. m1A调控因子的修饰模式和通路分析

作者对GSE39582和GSE17538队列进行NMF分析，鉴定到3个m1A修饰模式（簇A-簇C）（图2A和2B）。三种m1A修饰模式的免疫细胞浸润比例具有显著差异（图2C），簇B的免疫细胞浸润富集打分较低。此外，簇A显著富集NK细胞，巨噬细胞和MDSCs。簇B的OS和RFS较差（图2D和2E）。此外，作者对三个簇进行GSEA分析（图2F-2H）。

图2 NMF分析和GSEA分析

4. m1A修饰模型的DEGs

三个m1A修饰模式中共鉴定到233个DEGs，Cox回归分析鉴定到71个m1A相关基因与预后显著相关并构建m1Ascore特征（图3A）。对这些基因进行功能分析（图3B）。作者对这71个m1A相关基因进行NMF分析，共鉴定到3个簇（簇A-簇C）。

5. 构建m1A基因特征

作者根据m1Ascore的阈值，将结肠癌患者分为high-m1AScore组（110例）和low-m1AScore组（684例）（图3C）。high-m1AScore组的OS和RFS较差（图3D和3E）。m1A相关基因的PPI网络表明他们之间的复杂关系（图3F）。t-SNE分布表明两组患者根据m1AScore分开（图3G和3H）。

图3 构建m1AScore

作者进一步分析了m1AScore与m1A修饰模式和m1A相关基因簇的关系。两个队列中m1AScore与分类亚型具有显著差异（图4A和4B）。桑基图展示m1A修饰模式，m1A基因聚类，m1AScore，RFS和OS的关系（图4C）。随后，作者比较m1AScore亚组之间的免疫细胞比例相关性，m1AScore与12种免疫细胞显著相关（图4D），m1AScore与微环境打分显著相关（图4E）。此外，作者发现m1AScore与结肠癌患者的EMT1，EMT2，EMT3和pan-F TBRS正相关，与CD8+ T响应因子和APM负相关（图4F）。图4G表明low-m1AScore中错配修复，RNA降解，RNA聚合酶等通路显著升高。

图4 m1AScore的免疫相关特征

6. m1A相关表型的临床特征和体细胞突变

作者发现high-m1AScore组患者的TNM分期较高（图5A和5B）。GSE41258队列中，high-m1AScore与结肠癌患者预后不良有关（图5C）。此外，low-m1AScore患者的MSI-high状态更多（图5D）。TCGA-COAD队列中，m1AScore两组患者的RFS具有显著差异（图5E）。图5F表明m1AScore与淋巴细胞浸润有关。high-m1AScore组患者的APC和TP53突变频率较高（图5G）。此外，作者使用GSE14333，GSE37892，GSE38832，GSE39084和GSE39084数据集验证m1AScore的预后价值。泛癌分析表明，有18种癌症的OS与m1AScore显著相关。

图5 m1AScore相关表型的临床特征的体细胞突变分析

7. m1A基因特征与化疗和抗PD-1/PD-L1免疫治疗的反应

GSE39582队列中，有232例接受化疗患者的m1AScore高于未接受化疗的（图6A）。作者对这些患者进行Cox回归分析，结果表明m1AScore较低的患者对化疗的反应较好且可以区分患者OS（图6B）。ROC曲线的1年，3年和5年的AUC分别为0.55，0.64和0.67（图6C）。此外，作者对IMvigor210队列进行分析，作者发现m1AScore可以预测抗PD-L1患者的OS（图6D），且两组OS具有差异。具有不同反应的患者m1AScore具有显著差异（图6E和6F）。low-m1AScore的患者新抗原负荷较低（图6G）。泛癌分析表明大多数患者中m1AScore与PD-L1表达水平负相关（图6H）。然而，m1AScore与接受PD-1的患者反应没有显著关系（图6I和6J）。总的来说，作者的研究表明m1AScore可以预测患者的化疗和抗PD-L1免疫治疗的反应。

图6 m1AScore与化疗和免疫治疗反应的关系

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结论

作者的研究首次系统的证明了m1A修饰模式在肿瘤微环境中的调控机制。不同m1A修饰模式在TME的形成中起到关键作用。因此，m1A修饰模式的综合分析有助于研究人员对TME免疫细胞浸润的认识并指导有效和个性化的抗肿瘤免疫治疗。本研究的局限性在于由于缺乏有效的检测手段，作者没有验证结肠癌患者中m1A的修饰水平。

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