大家好,生信人繼上次一焦亡熱點(diǎn)預(yù)測及一系列思路預(yù)測推出后受到了廣泛好評。本期給大家預(yù)測的專題是”乳酸“,今天的分享主要分兩大塊:1、乳酸在腫瘤進(jìn)程中的重要作用 ;2、TME相關(guān)乳酸代謝純生信新思路分享。
腫瘤微環(huán)境中糖酵解產(chǎn)生的大量乳酸以往被認(rèn)為僅僅是一種代謝廢物。然而,越來越多的研究證明,乳酸可以發(fā)揮促進(jìn)腫瘤進(jìn)程的作用。大約在一個(gè)世紀(jì)之前,科學(xué)家們首次描述了乳酸在癌癥發(fā)生過程中所扮演的關(guān)鍵角色,當(dāng)時(shí)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Otto Warburg通過研究發(fā)現(xiàn),即使在氧氣足以支持線粒體氧化磷酸化的情況下,也傾向于將葡萄糖“發(fā)酵”成乳酸,這種有氧糖酵解的代謝特征稱為“瓦博格效應(yīng)”(The Warburg Effect),至今仍是癌癥的十大特征之一;主要特征表現(xiàn)為快速耗盡葡萄糖,糖酵解活躍,代謝產(chǎn)物乳酸含量高。氧化磷酸化、糖酵解和有氧糖酵解(Warburg效應(yīng))的區(qū)別(Ref: 19460998)
2020年, Certo, M等人在《Nature reviews. Immunology》 IF:53上發(fā)表了一篇題為《Lactate modulation of immune responses in inflammatory versus tumour microenvironments》的綜述,描述了與正常組織相比,乳酸在腫瘤和炎癥微環(huán)境中生物活性的不同,從而有助于疾病中特定免疫狀態(tài)的建立。癌細(xì)胞產(chǎn)生的乳酸分泌到細(xì)胞外環(huán)境中,促進(jìn)癌癥進(jìn)展。癌細(xì)胞或基質(zhì)細(xì)胞中與質(zhì)子偶聯(lián)的乳酸外流可調(diào)節(jié)TME(包括細(xì)胞侵襲、血管生成、生存信號、轉(zhuǎn)移發(fā)展和逃避免疫監(jiān)視)來促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。細(xì)胞外酸中毒抑制T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫,中和腫瘤酸度可提高對免疫療法的抗腫瘤效應(yīng)。TME中癌細(xì)胞、T細(xì)胞、NK細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等細(xì)胞可以感知胞外乳酸水平,從而觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號,微調(diào)細(xì)胞行為并強(qiáng)烈影響它們的功能。總結(jié)下乳酸可在促腫瘤進(jìn)程的作用:01 代謝能源:乳酸能在各種條件下作為能源物質(zhì)被使用,尤其是在大量消耗葡萄糖以后,腫瘤細(xì)胞能夠吸收并氧化乳酸為細(xì)胞供能。02 酸性環(huán)境:高濃度乳酸形成的pH 6-6.6酸性環(huán)境對于腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移、血管生成、治療抵抗都非常重要。03 腫瘤轉(zhuǎn)移以及治療抵抗:乳酸能促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移,并且是腫瘤抵抗藥物治療的關(guān)鍵調(diào)控分子。04 免疫抑制:腫瘤微環(huán)境中的乳酸能夠發(fā)揮免疫抑制功能,通過誘導(dǎo)和募集免疫抑制相關(guān)細(xì)胞和分子,進(jìn)而促進(jìn)腫瘤的發(fā)展。05 蛋白質(zhì)的乳酸化修飾:腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞中的組蛋白賴氨酸乳酸化程度高于其他組織中的組蛋白賴氨酸乳酸化,組蛋白乳酸化將細(xì)胞代謝與基因調(diào)控聯(lián)系起來,可能對人類健康產(chǎn)生諸多影響。(Ref:31819164;32839570;31645732)(IF:53; 53; 49)通過對乳酸在腫瘤中角色調(diào)研,我們發(fā)現(xiàn)乳酸很可能是腫瘤進(jìn)展中重要的因素,因此設(shè)計(jì)了以下思路,感興趣的掃碼獲取一、乳酸基因在腫瘤中生物學(xué)層面學(xué)刻畫三、構(gòu)建能夠評估癌癥預(yù)后的乳酸評分系統(tǒng)四、乳酸評分系統(tǒng)綜合臨床特征列線圖指導(dǎo)臨床五、乳酸代謝紊亂影響預(yù)后的分子機(jī)制一、乳酸代謝相關(guān)基因在腫瘤中生物學(xué)層面學(xué)刻畫1、乳酸基因在癌癥中表達(dá)失調(diào)研究以及區(qū)分生物學(xué)分組的能力2、乳酸代謝相關(guān)基因的基因組改變(突變和CNV)二、乳酸代謝相關(guān)基因預(yù)后能力刻畫基于一元COX回歸模型鑒定與患者預(yù)后關(guān)聯(lián)的乳酸代謝相關(guān)基因三、構(gòu)建能夠評估癌癥預(yù)后的乳酸評分系統(tǒng)1、機(jī)器學(xué)習(xí)構(gòu)建乳酸風(fēng)險(xiǎn)評分模型2、乳酸風(fēng)險(xiǎn)評分模型與癌癥預(yù)后相關(guān)3、乳酸風(fēng)險(xiǎn)評分模型對癌癥預(yù)后分層具有強(qiáng)的穩(wěn)健性4、探索乳酸風(fēng)險(xiǎn)評分是否能預(yù)測免疫治療預(yù)后四、乳酸評分系統(tǒng)與癌癥多種重要臨床特征相關(guān)1、結(jié)合多項(xiàng)臨床特征分析推演乳酸風(fēng)險(xiǎn)評分在癌癥發(fā)展過程中的變化2、利用多因素cox回歸分析闡明乳酸風(fēng)險(xiǎn)評分是癌癥的獨(dú)立預(yù)后因子3、構(gòu)建 乳酸風(fēng)險(xiǎn)評分 臨床特征的多指標(biāo)Nomogram預(yù)測癌癥進(jìn)展指導(dǎo)臨床五、乳酸代謝紊亂影響預(yù)后的分子機(jī)制1、乳酸風(fēng)險(xiǎn)評分與腫瘤微環(huán)境關(guān)聯(lián)2、乳酸風(fēng)險(xiǎn)評分與計(jì)算乳酸風(fēng)險(xiǎn)評分與50 cancer hallmark pathway(gsva/ssGSEA)的相關(guān)性好啦,今天的分享就是這樣。經(jīng)過小編的調(diào)研乳酸目前還沒有構(gòu)建預(yù)后signature的純生信分析。如果覺得乳酸可能成為熱點(diǎn)分析方向的小伙伴可以掃碼預(yù)定了,機(jī)會(huì)不多不容錯(cuò)過。
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