MMP14在胰腺癌中的表达及其与肿瘤免疫微环境特征的相关性研究

摘要

目的·探究基质金属蛋白酶14(matrix metalloproteinase 14,MMP14)在胰腺癌组织中的表达及其与临床特征的相关性,并分析其与胰腺癌肿瘤免疫微环境特征的相关性。方法·通过GEPIA(Gene Expression Profiling Interactive Analysis)数据平台分析MMP家族成员在30种常见肿瘤组织中的表达情况。通过R语言整合GTEx(Genotype-Tissue Expression)数据库中167例胰腺正常组织和TCGA(The Cancer Genome Atlas)数据库中178例胰腺癌组织及4例配对癌旁组织的转录组数据,比较MMP14在胰腺癌与正常组织及癌旁组织中的表达差异。使用GEPIA数据平台对不同MMP14表达水平胰腺癌患者进行生存分析。从TCGA数据库中下载178例胰腺癌患者的相关临床信息,应用Perl和R语言分析MMP14的表达与临床特征的相关性。应用R语言和GSEA v3.0进行京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析和基因本体论(Gene Ontology,GO)功能富集分析。采用CIBERSORT反卷积算法计算胰腺癌免疫微环境中各类免疫细胞亚群比例,分析MMP14的表达与各免疫细胞亚群比例的相关性。收集6例新鲜胰腺癌组织和配对癌旁组织,流式细胞术检测各类免疫细胞亚群;通过t-SNE降维与统计学分析,描述胰腺癌免疫微环境的特征。利用胰腺癌组织芯片进行多色荧光免疫组织化学实验,检测MMP14的表达与免疫细胞亚群的比例,验证生物信息学分析结果。结果·在生物信息学数据库中,与MMP家族其他成员相比,MMP14在多种肿瘤中高表达,且胰腺癌中MMP14的表达水平高于其他肿瘤;MMP14在胰腺癌中表达水平显著高于胰腺正常组织和癌旁组织(P=0.000),TNM分期Ⅱ期肿瘤MMP14表达水平显著高于Ⅰ期(P=0.012),病理组织学分级G2和G3期肿瘤MMP14显著高于G1期(均P=0.000)。MMP14低表达组患者生存预后显著优于高表达组(P=0.033)。KEGG和GO分析结果显示MMP14主要富集在胰腺癌和免疫相关通路。MMP14的表达水平与CD8+T细胞、单核细胞的比例呈负相关(均P<0.05),与巨噬细胞的比例呈正相关(P=0.000)。流式细胞实验结果提示胰腺癌肿瘤微环境呈现免疫抑制性。多色荧光免疫组织化学实验结果显示,MMP14在肿瘤组织中表达水平显著高于癌旁组织(P=0.000),TNM分期较晚及病理组织学分级较高的肿瘤MMP14的表达水平也相对较高(均P<0.05)。在MMP14高表达的肿瘤组织中,CD8+T细胞比例降低(P=0.001),巨噬细胞比例升高(P=0.000),与生物信息学分析结果一致。结论·与正常胰腺组织和癌旁组织相比,MMP14在胰腺癌中的表达显著升高且与患者不良预后相关;MMP14高表达的胰腺癌组织中CD8+T细胞比例降低,巨噬细胞比例升高;高表达MMP14的胰腺癌肿瘤微环境呈现高度免疫抑制性。