1、RGS2 在泛癌中诊断、预后和免疫浸润的分析洪健豪，张 亭，杨 骏，谢诗恩，易 晨，江少锋（南昌航空大学 测试与光电工程学院，南昌330063）摘要 为探究 G 蛋白信号调节蛋白 2(Regulator of G Protein Signaling 2,RGS2)在泛癌中的表达与预后和免疫浸润的关系，利用生物信息学方法、结合 R 语言与多个数据库进行了深入分析。首先，通过 TCGA 数据库分析 RGS2 在 33 种癌症肿瘤组织与正常组织中的差异表达，并通过 GEO 数据库对部分结果进行验证；再通过 Cox 回归分析与 log-rank 检验进行预后分析。接着进行免疫浸润分析，并通过 ssGS
2、EA 分析 RGS2 对免疫微环境的影响；根据 RGS2 表达的高低分组获取差异基因，并通过 Gene Ontology(GO)、Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)富集分析找到与 RGS2 相关的分子通路。最后，通过 STRING 数据库、GENEMANIA 数据库获取 RGS2 的相关基因，搭建蛋白互作网络(Protein-ProteinInteraction Networks,PPI)。结果表明，RGS2 表达量在 24 种癌症肿瘤组织显著下调，在 4 种癌症中显著上调。RGS2 在膀胱尿路上皮癌、肾透明细胞癌、肝细胞肝癌、胃腺癌中为
3、危险因素，但在皮肤黑色素瘤、子宫癌肉瘤为保护因素。免疫浸润分析结果表明，RGS2 表达与多数免疫细胞表达量显著正相关，但与 Th17 细胞表达量显著负相关。富集分析表明，RGS2 与补体活化、免疫球蛋白受体结合等功能和通路密切相关。PPI 蛋白互作网络显示 RGS2 与 RGS4、GNA11、GNA14 等基因具有显著相关性。综上所述，RGS2 在 28 种癌症中显著差异表达，可作 6 种癌症的独立预后因子，与多种癌症的免疫浸润水平显著相关。因此，RGS2 有望成为多种癌症的诊断、预后、免疫浸润的新型生物标志物，有望成为一种新的治疗靶点。关键词 泛癌；RGS2；诊断；预后；免疫浸润 中图分类号
4、 Q811.4 文献标志码 A doi：10.3969/j.issn.2096-8566.2023.02.010 文章编号 2096-8566(2023)02-0078-11Pan-cancer Analysis of RGS2 Gene in Diagnosis,Prognosisand Immune InfiltrationHONG Jian-hao，ZHANG Ting，YANG Jun，XIE Shi-en，YI Chen，JIANG Shao-feng（School of Testing and Optoelectronic Engineering,Nanchang Hangkong
5、 University,Nanchang 330063,China）Abstract:This study aims to investigate the relationship between RGS2 expression,prognosis,and immune infiltration in pan-cancer by using bioinformatics analysis methods based on R and various databases.Firstly,the differential expression of RGS2 in 33different tumo
6、r and normal tissues was analyzed based on the TCGA database and verified in the GEO database partly.Prognosticanalysis was performed using Cox regression analysis and log-rank test.Secondly,immune infiltration was performed to analyze theeffect of RGS2 on the immune microenvironment by ssGSEA.Diffe
7、rential genes expression was obtained according to the group ofhigh and low RGS2 expression.Gene Ontology(GO),Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)enrichment analyses 收稿日期2022-11-21 修回日期2023-03-06基金项目国家自然科学基金(62261039)通讯作者易晨(1988)，男，博士，讲师。主要研究方向：生物信息学。江少锋(1978)，男，博士，教授。主要研究方向：生物医学图像。第 37 卷 第
8、 2 期南昌航空大学学报：自然科学版Vol.37 No.22023 年 6 月Journal of Nanchang Hangkong University:Natural SciencesJun.2023 were performed on the differential genes to identify the molecular pathways related to RGS2.Finally,RGS2 related genes wereobtained through STRING and GENEMANIA databases,and protein-protein inter
9、action networks(PPI)were constructed.Theresults showed that RGS2 expression was significantly lower in 24 tumor tissues,but higher in four tumor tissues.RGS2 was a riskfactor in bladder urothelial carcinoma,kidney renal clear cell carcinoma,liver hepatocellular carcinoma and stomachadenocarcinoma,wh
10、ile a protective factor in skin cutaneous melanoma and uterine carcinosarcoma.Immune infiltration analysisdisplayed that RGS2 expression was significantly positively correlated with the expression of most immune cells,while negativelycorrelated with the expression of Th17 cells in various cancers.Mo
11、reover,enrichment analysis showed that RGS2 expression isclosely associated with functions and pathways such as complement activation and immunoglobulin receptor binding.The Protein-Protein Interaction Networks revealed that RGS2 expression was significantly correlated with RGS4,GNA11,GNA14 and othe
12、rgenes.In conclusion,RGS2 was aberrantly expressed in 28 cancers,which served as an independent predictor for the prognosis ofsix cancers and significantly associated with the level of immune infiltration in several cancers.Thus,RGS2 is expected to become anovel biomarker of various cancers,which is
13、 potential to providing novel treatment alternatives for patients.Key words:pan-cancer；RGS2；diagnosis；prognosis；immune infiltration 引言癌症严重威胁人类的生命安全1。2020 年，全球约有 1930 万例新发癌症病例和 1000 万例癌症死亡，预计到 2040 年，全球癌症病例将达到 2840万例2。在中国，癌症已成为主要死亡原因，且癌症发病率和死亡率仍在持续上升3。加强癌症诊断与预后对癌症的治疗非常重要，可有效降低患者死亡率4。而探索癌症的新型生物标志物对癌症的
14、诊断与预后具有重要意义5。近年来有研究表明，G 蛋白信号调节蛋白 2(Regulator of G Protein Signaling 2，RGS2)的转录上调使慢循环/休眠癌细胞在免疫微环境下表现出主要的休眠样表型和高存活能力，影响癌症发展进程6。同时，自从快速增殖被确定为癌细胞的特征之一以来，调控有丝分裂一直是抗癌疗法的一个思路7。有研究表明，RGS2 参与有丝分裂调节和纺锤体形成，其耗竭会导致有丝分裂延迟和染色体对齐的严重缺陷8。因此，RGS2 可能通过影响细胞有丝分裂参与调节癌症发展进程。截止目前，虽然已有大量 RGS2 的相关机制研究，但 RGS2 在泛癌中的具体机制以及潜在的诊断、
15、预后价值仍然未能明确。本研究采用生物信息学方法，结合以 TCGA数据库为主的多个数据库，探究 RGS2 在泛癌中的表达与临床预后的相关性，并分析 RGS2 对癌症免疫浸润的影响，获取 RGS2 参与调节的功能与分子通路，为癌症的诊断治疗寻找新型生物标志物。1 材料与方法 1.1 数据来源从癌症基因组图谱计划(The Cancer GenomeAtlas Program，TCGA)数 据 库(https:/portal.gdc.cancer.gov/)中下载 33 种肿瘤样本与正常组织样本的 RNA 测序数据(RNA-seq)、临床数据、生存数据，从 UCSC Xena 数据库(https:/)
16、下载基因型组织表达数据(The Genotype-Tissue Expression，GTEx)。从GEO(Gene ExpressionOmnibus)数 据 库 (https:/www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/)选取 GSE44076 数据集验证结肠癌中 RGS2的异常表达，选取 GSE17351 数据集验证食管癌中 RGS2 的异常表达，选取 GSE16515 数据集验证胰 腺 癌 中 RGS2 的 异 常 表 达，选 取 GSE66229数据集验证胃腺癌中RGS2 的异常表达。GSE44076包 含 98 个 结 肠 癌 和 148 个 正 常 组 织 样 本；GSE17351 包含 5 个食管癌与 5 个正常组织样本；GSE16515 包含 36 个胰腺癌与 16 个正常组织样 第 2 期洪健豪，张 亭，杨 骏，等：RGS2 在泛癌中诊断、预后和免疫浸润的分析 79 本；GSE66229 包含 300 个胃腺癌与 100 个正常组织样本。1.2 差异分析使用 R 包 DESeq2 获取肿瘤组织与正常组织的差异表达基因，在非配对样本与配对样本中分析 RGS2