最新6分+纯生信，仅37天接收！ 可重复
大家好，今天要和大家分享的是2021年7月发表的一篇文章：“Increased apoptosis is associated with robust immune cellinfiltration and cytolytic activity in breast cancer”。
本文属于基因集（通路）单肿瘤分析，从投稿到接受仅仅37天
关于基因集在泛癌中的分期，其实我们在今年的5月11号就有推出过相关内容，详见：
本文研究的是凋亡通路，做的是单肿瘤而不是泛癌，内容也不多。其实能做的通路还有很多，并且其中有一些我们已经有了预分析结果。除了对通路评分来进行分析外，后面还可以对通路中的关键基因进行深入分析。
可以参考下面的链接
11分+SCI 基因集泛癌纯生信分析，两个多月接受，可重复！
如果有需求可以联系我们进行深入分析。
细胞凋亡（apoptosis）指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主有序的死亡，涉及一系列基因的激活、表达以及调控。在本项研究中，作者首先假设乳腺癌患者的细胞凋亡增加与血管生成、炎症和免疫反应增强、抗癌免疫细胞的高浸润和高细胞溶解活性有关。随后，作者进行了一系列生物信息学分析，以识别相应的生物标志物、临床相关免疫细胞、预测基因以及乳腺癌中的microRNAs。同时，作者还采用基因集富集分析(GSEA)和xCell方法判别两个不同群体之间的生物学途径并估计肿瘤内免疫细胞的组成。结果表明，高细胞凋亡的乳腺癌患者与血管生成、免疫反应、高免疫细胞浸润和细胞溶解活性有关。
发表杂志：Am J Cancer Res.
影响因子：6.162
研究背景
据2018年国际癌症研究机构（IARC）调查的最新数据显示，乳腺癌（BRCA）在全球女性癌症中的发病率为24.2%，位居女性癌症的首位，其中52.9%发生在发展中国家。细胞凋亡被定义为程序性细胞死亡，涉及炎症、免疫反应、活性氧和P53信号通路等多种途径，被认为是控制癌症的关键机制之一。慢性炎症通过对细胞及其成分的持续损伤在肿瘤发展中发挥关键作用，而细胞凋亡是通过肿瘤微环境刺激对炎症引起的损伤后果作出反应的主要过程之一。研究表明，炎症可以引起有利的（例如高IFN-γ反应和CD8+T细胞的浸润及其细胞溶解活性）或不利的免疫反应。炎症介质直接影响癌症和基质细胞，并促进上皮间质转化(EMT)和癌细胞转移。从理论上讲，炎症、免疫反应和细胞凋亡之间确实存在某些联系，但鉴于缺乏大型数据分析，这种关联是否真的存在尚未可知。
流程图：
分析解读：
数据收集
①从癌症基因组图谱(TCGA)中获取乳腺癌RNA测序数据和临床数据。
②乳腺癌分子分类学国际联盟(METABRIC)收集乳腺癌患者数据。
③基因表达综合数据库(GEO)中GSE25066进行验证分析。
高低细胞凋亡GSEA富集分析
①MSigDB Hallmark集合的“HALLMARK_APOPTOSIS”基因集的基因集变异分析(GSVA)评分测量细胞凋亡途径评分。
结果：
下图A：高凋亡肿瘤富集信号通路基因集：缺氧、KRAS信号通路、TGFβ信号通路和P13K-AKT-mTOR信号通路。
下图B：低凋亡肿瘤富集E2F、MYC-V1和MYC-V2。
下图C：TCGA和METABRIC队列中低和高凋亡评分组的MKI67表达箱线图。
下图D：TCGA队列中低和高凋亡肿瘤的增殖评分箱线图。使用中位数作为分界点，将每个群组内的分数分为高分组和低分组。
肿瘤突变与细胞凋亡
①基于先前关于高度增殖性癌症具有侵袭性和高度突变性的报道，作者预计低凋亡肿瘤将具有更多突变。
②使用评分中位数将患者分为高分组和低分组。Mann-Whitney U检验用于计算P值。
结果：
TCGA队列中同源重组缺陷(HRD)、肿瘤内异质性、沉默突变率、非沉默突变率、单核苷酸变异(SNV)新抗原和Indel新抗原的细胞凋亡评分的箱线图。
细胞凋亡与血管生成、血管和基质细胞
①利用R语言对血管生成、血管和基质细胞基因集进行GSEA富集分析。
结果：
下图A：TCGA和METABRIC队列中细胞凋亡评分和血管生成途径的基因集富集分析。
下图B：TCGA和METABRIC队列中的血管细胞差异。
下图C：成纤维细胞、内皮细胞和脂肪细胞的基质浸润差异。
细胞凋亡与炎症和免疫反应
①利用R语言对细胞凋亡与炎症和免疫相关基因集进行富集分析。
结果：
下图A：炎症相关基因组；炎症反应，IL6-JAK-STAT3信号。
下图B：免疫反应基因组；同种异体排斥、补体、干扰素(IFN)-α反应和干扰素(IFN)-γ反应。
下图C：TCGA队列中低和高凋亡肿瘤之间Thorsson评分的比较。与干扰素(IFN)-γ反应、肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)区域分数、淋巴细胞浸润特征、白细胞分数、T细胞受体(TCR)丰度和B细胞受体(BCR)丰度进行比较的箱线图。
高低细胞凋亡之间免疫浸润细胞的比较
①由于免疫反应与TME中的高细胞凋亡相关，作者预计抗癌免疫细胞会浸润到高细胞凋亡肿瘤中。
②利用xCell算法估计每个肿瘤组织中64种浸润性免疫细胞类型以及基质细胞的比例，以评估肿瘤内细胞组成。
结果：
下图A：抗癌免疫细胞：CD8、CD4、Th1细胞、M1巨噬细胞和树突状细胞(DC)比较的箱线图。
下图B：促癌免疫细胞：调节性T细胞(Treg)、Th2细胞、M2巨噬细胞、B细胞和浆细胞，在TCGA和METABRIC队列中通过低和高凋亡评分。
下图C：TCGA和METABRIC队列中低和高细胞凋亡评分与细胞溶解活性的比较。
高低细胞凋亡之间免疫检查点的比较
①高凋亡肿瘤与免疫检查点分子的普遍升高有关。作者假设高凋亡肿瘤会表达主要的T细胞标志物以抵消增强的免疫反应。
②比较高低细胞凋亡与肿瘤免疫功能障碍以及TIDE评分的免疫检查点指数。
结果：
下图A：在TCGA和METABRIC队列中T细胞标志物比较的箱线图：PD-1，PD-L1，PD-L2，IDO1，IDO2，CTLA4，LAG3，BTLA，HLA-A，TIGIT。
下图B：TCGA队列中低和高细胞凋亡评分与肿瘤免疫功能障碍和TIDE评分和免疫检查点指数的比较。
小结：
由于癌细胞高度增殖需要更多的DNA修复，因此癌细胞比正常细胞表现出更多的细胞凋亡。在目前的研究中，作者分析了乳腺癌患者细胞凋亡的临床相关性。研究发现高凋亡肿瘤显著富集在缺氧、KRAS信号通路、TGFβ信号通路和P13K-AKT-mTOR信号通路。低凋亡肿瘤富集在细胞增殖途径，如E2F、MYC-V1和MYC-V2，以及增加的MKI67表达和高增殖。同时，低凋亡肿瘤与较高的同源重组缺陷和评分改变有关，但与肿瘤突变率无关。高凋亡肿瘤富集在血管生成途径，并与血管细胞和基质细胞的高浸润有关。另外，高凋亡肿瘤富集在炎症反应、IL6-JAK-STAT3信号通路以及与免疫反应相关基因集。总之，高细胞凋亡的乳腺癌患者与血管生成、免疫反应、高免疫细胞浸润和细胞溶解活性有关。