今天小编和大家分享一篇2023年2月在《biomolecules》（IF:6+）期刊上的文章《Pan-Cancer Analysis of the TRP Family, Especially TRPV4 and TRPC4, and Its Expression Correlated with Prognosis, Tumor Microenvironment, and Treatment Sensitivity》。
作者使用从癌症基因组图谱（TCGA）下载的表达数据，全面分析了TRP家族基因（TRPC、TRPV、TRPM、TRPP、TRPML和TRPA）在泛癌组织中的预后价值，评估了TRP家族基因的表达与肿瘤微环境（TME）、免疫亚型、药物敏感性和癌症患者的免疫治疗结果之间的关系。此外，还分析了TRP家族的两个成员（TRPV4和TRPC4）与肿瘤突变负荷（TMB）、微卫星不稳定性（MSI）及免疫激活相关基因之间的相关性。该思路同样适用于其他基因或基因集在泛癌中的研究，有相关需求的老师欢迎联系我们。
背景：
瞬时受体电位（Transient receptor potential，TRP）通道是一种非选择性阳离子通道超家族，能够负责各种细胞功能。目前，哺乳动物TRP通道超家族可分为六个亚家族：TRPC、TRPV、TRPM、TRPP、TRPML和TRPA。TRP通道是由四个功能亚基组成的功能性离子通道复合体，主要参与钙稳态和钙信号传导。
肿瘤从正常细胞到致瘤细胞的转化、进化和进展的过程涉及一个复杂的网络。既往研究报道TRP通道参与多种生理和病理过程，TRP通道基因的突变导致TRP通道功能或表达的异常调控，并干扰细胞内局部Ca2+的正常分布。近年来，TRP通道在肿瘤发生和发展中的作用逐渐被阐明。现有证据表明，这些通道通过参与细胞增殖、异常分化和自噬过程来诱导肿瘤进展和侵袭。研究报道，与癌症相关的质膜上Ca2+通量的变化是多样的，肿瘤细胞可以利用这种变化来维持肿瘤的进展。TRP通道介导的Ca2+渗透与增加的抗凋亡和转移潜力有关，这导致了抗凋亡和有丝分裂途径的激活、抗氧化防御系统的建立、自噬的启动、运动性的增加和基质金属蛋白酶的分泌。据报道，TRPV4可调节HepG2和肝母细胞瘤细胞的钙流入和释放。此外，HGF/SF激活TRPV4和TRPV1通道并逐渐放大信号，通过肌动蛋白细胞骨架的重组导致细胞运动和迁移表型。因此，进一步探索TRP通道的生理功能和参与癌症进展的分子机制，可以增进对肿瘤生物学行为的理解，为开发新的肿瘤治疗分子提供基础。
思路：
1、鉴定人类泛癌组织中差异表达的TRP家族基因；
2、TRP家族基因在人类癌症中表达水平的生存分析
3、泛癌组织TRP家族基因表达与TME、干细胞评分的相关性分析；
4、TRP家族基因与药物敏感性的相关性分析；
5、TRP家族基因与免疫亚型的相关性分析；
6、TRP家族基因与免疫治疗的相关性分析；
7、TRPC4、TRPV4表达与TMB、MSI的相关性分析；
8、临床组织样本的免疫组化分析。
研究结果：
（一）TRP家族基因在泛癌组织中的表达及相关性
33种癌症的RNAseq（FPKM）基因表达、临床和病理数据、免疫亚型、生存数据和干性评分（基于DNA甲基化和RNA）均从UCSC Xena的在线数据库中下载。首先评估了TRP家族基因在33种癌症中的表达（图1A）。TRP家族中的一系列基因包括TRPC1、TRPC4、TRPC6、TRPM2、TRPM4、TRPM7、TRPV2、TRPV4、MCOLN1、MCOLN2、MCOLN3、PKD2和PKDL1在所有癌症类型中均高表达。探讨了各种TRP基因之间的相关性，TRPV1和PKD2以及TRPV6和TRPM8是具有最显着正相关的基因，而TRPC1和TRPM4是最负相关的基因（图1B）。进一步对所有TRP家族基因在33种癌症中的表达进行分析，发现TRPM4在胆管癌（CHOL）中高表达，而TRPM6在泛癌组织中表现出显着较低的表达，特别是在结肠腺癌（COAD）和直肠腺癌（READ）中（图1C）。
（二）TRP家族基因在泛癌组织中的差异表达及相关性与预后
从TCGA数据库中获取了TRP家族基因的表达，分析TRPC4和TRPV4在所有肿瘤和癌旁组织中的表达情况，结果显示TRPC4和TRPV4在大多数肿瘤的肿瘤和癌旁组织中具有差异表达（图2A、2E）。随后筛选了33种癌症，并选择了其中包括5种以上的癌旁组织和肿瘤组织来分析每个TRP家族基因的表达水平与患者预后之间的相关性。最终纳入28种癌症，绘制了TRPC4在BLCA、BRCA和KIRP中的KM生存曲线（图2B-D），同时绘制了TRPV4在KIRC和UCEC中的KM生存曲线（图2F-G）。此外，还对TRP家族基因的预后风险进行了研究，以TRPC1、C4、C5、C7、V4、M1和MCOLN1为例，在泛癌组织中使用Cox回归分析（图3）。
图2
图3
（三）泛癌组织中TRP家族基因与TME和干细胞评分的关联
TME在刺激癌细胞异质性、增加多药耐药性以及促进癌症进展和转移方面发挥了关键作用。之前的研究已经确定了TRP家族基因在泛癌组织中的预测作用，接着探讨了泛癌组织中TRP家族基因表达与TME的关系。采用ESTIMATE算法来计算泛癌组织的免疫和基质评分，结果显示免疫和基质评分与大多数TRP家族基因的表达水平呈现显著正相关（图4A、4B）。同时分析了泛癌组织中TRP家族基因的表达与RNAs（图4C）和DNAs（图4D）的相关性。
图4
（四）TRP家族基因表达与特定癌症免疫、基质、估计和干细胞评分之间的关系
对TRP家族基因的表达与选定癌症类型（BRCA和COAD）中的免疫、基质、估计和干细胞评分之间的关系进行分析，发现TRP 家族基因与TME以及BRCA（图5）和COAD（图6）中的DNAs和RNAs表现出广泛的相关性。
图5
图6
（五）TRP家族基因与泛癌组织中免疫亚型的关联
基于对来自33种癌症类型的1000多个肿瘤样本的免疫基因组分析，确定了六种免疫亚型（C1–C6），这些类别与肿瘤的预后以及遗传和免疫调节改变显著相关。因此，进一步对TRP家族基因与免疫亚型之间的相关性进行了探讨。结果显示，TRPC4、TRPC6、TRPV2和TRPV4在BRCA（图7A）和COAD（图7B）中的表达不同。TRPC4、TRPC6和TRPV2在COAD和BRCA的C6中表现出更高的表达。TRPV4在C6中高表达，而在COAD中C4中表达明显较少，但TRPV4在BRCA中的表达并不显著。
图7
（六）TRP家族基因的药物敏感性分析
为了探索TRP家族基因与各种人类癌细胞系的药物敏感性之间的相关性，从CellMiner获得了860种药物相关数据，并选择16个与药物相关的TRP家族基因进行药物敏感性分析。结果发现，TRPM1与PLX-4720、SB-590885和次霉素的敏感性呈正相关（图8A、8F、8J），与varbulin的敏感性呈负相关（图8G）。TRPV2与PLX-4720、SB-590885、hypothemycin和tipifarnib的敏感性呈正相关（图8B、8E、8I、8N）。TRPC4与溴化溴铵、alvespimycin和ONX-0914的敏感性呈负相关（图8C、8D、8O）。此外，TRPV4与PLX-4720和SB-590885的敏感性呈正相关，与lexibulin的敏感性呈负相关（图8L、8M、8P）。
图8
（七）TRP家族基因与泛癌治疗的关联
为了进一步探索TRP通道与免疫治疗反应之间的相关性，从GSE78220（图9A和图10A）和IMvigor210（图9B和图10B）数据集获得了表达水平和免疫反应。考虑到TRP家族基因在肿瘤和癌旁组织之间的差异表达以及RNAs、DNAs和TME评分的结果，选择TRPC4和TRPV4作为代表性的TRP家族基因。重要的是，TRPV4和TRPC4均与免疫治疗反应呈负相关。
TMB可以作为预测免疫疗法临床结果的潜在生物标志物。MSI与免疫治疗结果也密切相关。从TCGA数据库下载了TMB和MSI数据，并分析了TMB/MSI与TRPV4和TRPC4表达之间的关系（图9C、9D，图10C、10D）。TRPV4的表达与各种癌症之间存在显着相关性，包括BRCA、ESCA、HNSC、KIRC、LGG、LIHC、LUAD、PCPG、PRAD、SKCM、STAD和THYM（图9C）。同时，在包括BRCA、COAD、LAML、LUSC、MESO、PAAD、PRAD、STAD、TGCT和UVM在内的各种癌症中观察到TRPV4表达与MSI之间存在显着相关性（图9D）。TRPC4和TMB/MSI之间存在显著正相关（图10C、10D）。
此外，还分析了免疫激活相关基因与TRPV4（图9E）和TRPC4（图10E）的共表达。在几乎所有33种癌症中，TRPV4/TRPC4与免疫激活相关基因之间均观察到显著相关性。在临床患者组织检查中发现，与癌旁组织（图11A、11C）相比，TRPV4在膀胱癌组织中高表达（图11B、11D、11E）。
图9
图10
图11
