导语

ITGB2是白细胞整合素家族的成员，参与淋巴细胞回收和归巢，细胞粘附和细胞表面介导的信号转导。然而，ITGB2表达与胶质瘤临床表征的关系及其甲基化在低级别胶质瘤中的预后意义仍然未知。 

背景介绍

今天小编为大家带来一篇简单的单  基因生信分析，思路简洁清晰，题目为  Correlation between ITGB2 expression and clinical characterization of glio  ma and the prognostic significance of its methylation in low-grade glioma(LGG)。

研究流程  

数据介绍

在 GEPIA 网站上分析了ITGB2mRNA在GBM和LG G组织和正常组织中的差异表达，以及ITGB mRNA的表达与GBM和LGG患者总生存期之间的关系。

从CGGA数据库中的mRNAseq_325数据集中下载临床和RNA-seq表达数据进行后续分析。

从胶质在线网站上的Rembrandt数据库下载临床和RNA-seq表达数据。GBMLGG患者的临床数据，转录组和甲基化是从TCGA数据库中获得的。

结果解析

01、ITGB2的差异表达和实验验证  

图1A显示ITGB2 mRNA的表达与肿瘤分级呈正相关。此外，ITGB2在异柠檬酸脱氢酶1野生型（IDH1 Wt）组中的表达高于IDH1突变型（IDH1 Mut）组。图 1B）。这些发现在TCGA GBMLGG的RNA-seq数据集和Rembrant的RNA-seq数据集中得到验证（图1C-E）。CGGA数据库中ITGB2 mRNA表达与肿瘤分级和IDH1突变具有较高的相关性。

图1

作者随机选取2例不同等级胶质瘤患者进行免疫组织化学实验。免疫组织化学（IHC）结果显示，ITGB0蛋白的表达在高级别胶质瘤中较高，不同等级的胶质瘤之间存在统计学意义差异（图2A，B）。

图2

02、ITGB2是间充质分子亚型胶质瘤的标志物

胶质母细胞瘤分为四种亚型。通过基因组突变、拷贝数变异和表达谱数据，证明表皮生长因子受体（EGFR）、神经纤维蛋白1（NF1）和血小板衍生生长因子受体α（PDGFRA）/异柠檬酸脱氢酶1（IDH1）可分别作为经典型、间质型和前神经元型的标志物。

作者评估了ITGB2在不同分子亚型中的表达模式。结果表明，间充质亚型的ITGB2表达显著高于CGGA和TCGA-GBMLGG的RNA-seq集以及Rembrant数据集中的其他亚型（图3A，C，E）。对所有等级胶质瘤的间充质亚型进行了ITGB2表达和受试者工作特征曲线（ROC）分析。在这三个数据集中，曲线下面积（AUC）分别为0.948、0.862和0.848（图3B、D、F）。

图3

03、ITGB2是胶质瘤的独立预后因素  

ITGB2 mRNA在GBM和LGG组织中均高表达，而在正常组织中表达低（图4A）。以ITGB2 mRNA的中位表达水平为分界点，评估不同数据集中ITGB2 mRNA表达水平与存活时间的关系。结果发现，CGGA RNA-seq中ITGB2高表达的患者在所有等级的胶质瘤中OS较低（图4B）。在TCGA-GBMLGG和Rembrant数据集中也获得了类似的结果（图4C，D）。

在CGGA RNA-seq中进行单变量和多变量Cox回归分析，验证ITGB2的表达是否为独立的预后因素。单因素回归分析显示，ITGB2、等级、年龄和IDH1状态均与OS相关。在多元回归中，ITGB2和等级均有显著结果。这些结果表明，ITGB2在胶质瘤的发生和发展中起重要作用。

图4

04、ITGB2与免疫功能  

为了研究ITGB2与其他ITGB分子家族之间的关系，对CGGA RNA-seq数据进行了Pearson相关性分析。 从 图4A 可以看出，ITGB2的表达与ITGB1、ITGB3BP、ITGB4、ITGB7和ITGB8呈显著相关性。为了探索与ITGB2在胶质瘤中表达相关的生物学过程，对CGGA RNA-seq数据集进行了ITGB325表达与其他基因的Pearson相关分析。结果表明，658个基因与ITGB2表达呈正相关。其中，140个基因与ITGB2的表达呈高度正相关（图5A）。

这140个基因的生物过程（BP）和KEGG分析是使用GeneCodis网站（https://genecodis.genyo.es）进行的。 结果表明：最丰富的生物过程注释是（1） 免疫系统过程；（2） 中性粒细胞脱颗粒；（3） 先天免疫应答；（4） 炎症反应；（5） 信号转导，分别包含查询集中的33、32、23、35和2个基因。KEGG 分析包括破骨细胞分化、金黄色葡萄球菌感染、结核病、吞噬体和中性粒细胞细胞外陷阱形成。综上，ITGB可以影响胶质瘤相关的免疫活性。

图5

05、ITGB2表达与免疫浸润  

采用TIMER算法（https://cistrome.shinyapps.io/timer/）确定ITGB2表达与免疫细胞浸润的关系。根据TCGA的LGG和GBM队列，LGG中ITGB2的表达与肿瘤纯度呈负相关（r = 0.369，P < 0.05）。ITGB2的表达与B细胞、CD4+T细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞呈正相关。ITGB2的表达与CD8+T细胞的表达呈弱正相关。ITGB2在GBM中的表达与肿瘤纯度和CD8 + T细胞呈负相关。ITGB2的表达与CD4+T细胞、中性粒细胞和树突状细胞呈正相关。它与B细胞和巨噬细胞呈弱正相关（图6）。综上，ITGB2与LGG和GBM中的免疫细胞浸润密切相关。

图6

06、ITGB2甲基化的预后价值  

为了进一步探讨ITGB2的甲基化CpG位点是否也具有临床预后价值，作者利用cBioPortal在线数据库（http://www.cbioportal.org/） 发现IDH WT和突变胶质瘤的ITGB2甲基化存在显着差异，ITGB2的mRNA表达在MGMT甲基化和非甲基化胶质瘤中也存 在显着差异。 然后，作者评估了ITGB2甲基化是否具有临床和预后价值。作者发现了45个ITGB2甲基化的CpG位点，ITGB2 mRNA的表达与ITGB2甲基化之间存在显著的负相关（图7A，B）。

通过对45个ITGB2甲基化位点进行单因素和多因素cox回归分析，选择9个甲基化位点可能是独立的预后危险因素。 然后，作者分析了这九个ITGB2甲基化CpG位点在TCGA LGG患者中的预后价值。Kaplan-Meier图显示，所选CpG位点的高甲基化水平与LGG患者中更有利的OS相关。

图7

为了更好地预测LGG患者的预后，使用R语言预测函数获取这9个ITGB2甲基化位点（ITMRS）的风险评分 。根据中位数， 将ITMRS分为两组：高和低。图7C显示，ITMRS低可用作独立的风险预后因素。

然后，作者分析了ITMRS在TCGA LGG患者中的预后价值。ITMRS在LGG患者中的预后比单个ITGB0甲基化CpG位点预测LGG患者的OS更好。同时，获得了ITMRS预测的三年、五年和十年生存率的受试者操作特征曲线（ROC）分析，曲线下面积（AUC）分别为0.884、0.767和0.704（图7E）。Kaplan-Meier图和ROC曲线显示，低水平的ITMRS与LGG患者更有利的OS相关。

小编总结

本研究基于ITGB2基因表达将CGGA RNA-seq数据集、TCGA-GBMLGG的RNA-seq数据集和Rembrandt数据集分为原神经型、神经型、经典型和间充质型。结果发现，间充质组胶质瘤恶性程度高于其他组。ROC曲线分析表明，ITGB2的表达可以高度预测间充质亚型，表明ITGB2可作为间充质亚型的生物标志物。ITGB2可以显著预测所有等级胶质瘤的OS。单因素和多因素Cox回归分析证实了ITGB2低表达在LGG患者良好预后中的关键作用。这些结果强调了ITGB2表达在LGG患者中的预后价值。

同时，LGG中ITGB2的表达与免疫浸润水平显著相关。它与B细胞，CD4 + T细胞，巨噬细胞，中性粒细胞和树突状细胞呈显著正相关。ITGB2主要通过调节LGG中的B细胞、CD4+T细胞、巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞参与肿瘤免疫微环境的调控，在免疫浸润和免疫应答中起积极作用。ITGB2在LGG肿瘤免疫学中的潜在作用为LGG的免疫治疗提供了新的见解。

异常的DNA甲基化在LGG的发生和发展中起着至关重要的作用。作者使用TCGA LGG数据分析了ITGB2甲基化与ITGB2mRNA表达之间的关系以及ITGB2甲基化在LGG中的临床和预后作用。研究发现，LGG组织中ITGB2mRNA的表达与ITGB2甲基化的皮尔逊系数呈显著负相关。ITGB2高甲基化与LGG患者OS良好呈正相关，这与ITGB2mRNA低表达LGG患者的良好预后一致。为了更好地预测LGG患者的生存率，作者使用了ITGB0甲基化CpG位点的风险评分（ITMRS）。ITMRS可以更好地区分LGG患者的OS。此外，ITMRS可以更好地预测LGG患者的三年，五年和十年生存期。

文字均为原创，欢迎读者分享或转发到朋友圈，任何公众号或其他媒体未经许可不得私自转载或抄袭。