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大家好，今天要和大家分享的是2022年3月发表的一篇文章：“Pan-Cancer Analysis Reveals a Distinct Neutrophil Extracellular Trap-Associated Regulatory Pattern”。
中性粒细胞胞外陷阱（neutrophil extracellular traps,NETs）是中性粒细胞激活后释放到胞外的网状超微结构。有证据表明，NETs可以通过分泌肿瘤细胞因子和趋化因子，激活免疫抑制而发挥促癌作用。在这项研究中，作者系统地分析了NET相关基因在泛癌中的调控模式、功能途径以及预后价值。此外，作者还确定了与NET相关的调控基因组，并比较了NET相关生存亚组之间的生物学差异。总之，本项研究对探索NET在癌症中的调控作用提供了一个崭新、全面的观点。
发表杂志：Front Immunol
影响因子：7.6
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研究背景
中性粒细胞是循环系统中最丰富的先天免疫细胞，主要参与杀灭传染病中的细菌、真菌、寄生虫和病毒等。中性粒细胞胞外陷阱（NETs）是中性粒细胞激活后释放到胞外的网状超微结构，NET的功能范围很复杂，与细胞损伤、炎症、血管闭塞和自身免疫息息相关。此外，NETs在癌症进展、凝血和转移中也发挥了关键作用，可以引发肿瘤相关炎症反应、唤醒静止细胞或维持线粒体稳态来刺激转移。然而，NETs在肿瘤和肿瘤微环境中的潜在机制仍需进一步探索。
流程图
NET在泛癌中的表达
下图A：作者分析了TCGA数据库22种癌症中的主要NET特征，结果显示，不同肿瘤类型中的NET评分差异很大。
下图B：比较了泛癌数据集中的癌组织和癌旁组织之间NETs相关基因的表达水平。结果发现，CAT、CTSG、LTF、LCP1、S100A8和S100A9的表达差异最为显著。
下图C：火山图显示大多数NET相关基因在泛癌分析中表达上调。
下图D：作者通过STRING数据库构建了与NET基因相关的蛋白相互作用（PPI）网络。
NET评分与癌症标志
下图A：作者探讨了NET评分与几个关键癌症标志之间的关系，结果显示，NET评分与炎症反应的相关性最高。
下图B：比较了多种癌症类型中NET高低评分组之间免疫细胞的趋化因子谱。火山图显示，NET高评分组具有较高的趋化因子表达水平，并且对所有癌症类型的粒细胞和白细胞具有更强的趋化作用。
下图C：作者在接受抗PD1治疗的3个独立队列中比较了反应组（PR、CR）和无反应组（SD、PD）之间的NET评分。结果显示，NET评分和免疫检查点基因之间存在正相关性。
NETs的预后价值
下图A：作者分析了来自22种不同癌症类型的8059名患者，根据NET评分将这些患者分为4类，并通过Kaplan-Meier分析比较其生存情况。结果显示，NET评分高的癌症患者预后较好，而NET评分低的患者预后较差。
下图B：在前列腺癌(PAAD)、食道癌(ESCA)、皮肤癌(SKCM)、肉瘤(SARC)、乳腺癌(BRCA)和结肠癌(COAD)中，较高的NET评分与良好的生存率相关。在胰腺癌(PDAC)、肺鳞癌(LUSC)、胶质母细胞瘤(GBM)、低级别胶质瘤(LGG)、卵巢癌(OV)、胃癌(STAD)和膀胱癌(BLCA)中，较高的NET评分与较差的生存率相关。
下图C：森林图显示了NETs评分在多种癌症中的风险比。
鉴定NET相关调控模式
下图A：作者定义了与每种癌症类型的NET评分强相关的NET相关基因组(NRG)，共确定了35034对NET-NRG基因对，其中15476对属于NET相关存活率较高的癌症，19558对属于NET相关存活率较差的癌症。
下图B：超过5种癌症类型的NET-NRG对被进一步定义为核心NET-NRG对。
下图C-D：作者分析了来自之前研究的NET作用于HepG2和MHCC97H癌细胞的RNAseq数据。分析结果表明，在接受NET刺激后，所有NRG均上调。
下图E-G：不同的NET-NRG对分别具有不同的生物学功能。
NET相关调控模式与预后
下图A-C：作者假设NET相关基因包括2组：一组是促肿瘤的基因，一组是抗肿瘤的基因。为了探索这种可能性，作者评估了NRG在泛癌中的个体表达差异，并确定了NET评分的整体预后影响。
下图D：作者分析了NET刺激MHCC97H细胞后NRG的表达变化，结果证明，NRG基因在NET刺激后表达上调。
下图E：PPI网络显示与泛癌风险预后相关的18个NRGs之间的相互作用。
下图F-G：为了进一步探索这些基因的生物学功能，作者进行了KEGG富集分析，结果显示了按P值排序的前10个主要富集途径。
SPP1被鉴定为是促进肿瘤恶性进展的关键NET基因
下图A：在7种NET相关存活率较差的癌症类型和1种NET相关存活率良好的癌症类型中，PTPN22与NETs呈正相关。
下图B：比较2个癌症组之间的基因表达水平，作者发现，SPP1在NET相关存活率较差的癌症中明显高表达。
下图C：在NET相关存活率较差的癌症类型中，SPP1与NET评分呈正相关，而在具有良好NET相关存活率的癌症类型中，SPP1与NET评分未发现相关性。
下图D：作者使用单变量Cox分析进一步探讨了SPP1和NET评分对患者预后的综合影响。结果发现SPP1在不同亚组之间存在显著生存差异，其中SPP1/NETs高的患者预后较差。
SPP1和NETs的潜在协同效应
下图A：作者在每种癌症类型中比较了NETs/SPP1高评分组和低评分组的上皮细胞-间充质转化（EMT）评分。结果显示，几乎所有癌症类型在NETs/SPP1高评分组中的EMT评分都显著提高。
下图B-E：作者通过siRNA在MHCC97H肝癌细胞中敲低了SPP1的表达。结果显示，敲低SPP1后，NETs促进MHCC97H细胞侵袭的作用减弱。
下图F：作者在体外实验中探索了SPP1编码蛋白OPN对中性粒细胞的影响，结果发现SPP1(OPN)可以有效促进中性粒细胞趋化性并刺激NET形成。
下图G-H：作者通过动物实验揭示了NET评分和SPP1表达之间存在的紧密联系。
小结：
在这项研究中，作者使用生物信息学方法评估了22种癌症类型的8059个样本中NET相关基因的调控模式。结果发现NET评分与关键癌症标志，特别是炎症反应和免疫检查点紧密相关。此外，作者还证实NET评分与皮肤癌和膀胱癌患者对抗PD1治疗反应之间存在一定的相关性。最后，作者通过基础实验初步确立了NETs/SPP1协同作用对肝癌细胞侵袭和转移的影响。总而言之，这项研究证实了NET不仅可以促进恶性肿瘤的发展，同时还可以充分抑制恶性肿瘤的进程，这项发现可能对于开发NET抗癌作用的新治疗策略意义重大。
