肺腺癌（LUAD）および肺扁平上皮癌（LUSC）における重要な遺伝子の同定と腫瘍免疫微小環境の特性評価

この研究は、肺腺癌（LUAD）および肺扁平上皮癌（LUSC）のさまざまなTNM段階に関与する重要な遺伝子と免疫微小環境を調査することを目的としています。遺伝子発現および臨床的特性データは、ゲノムデータコモンズ（GDC）データベースからダウンロードされました。最初のデータ処理後、免疫微小環境の特性を分析しました。腫瘍対正常、および初期段階と進行段階での差次的に発現した遺伝子（deg）がスクリーニングされ、免疫関連遺伝子を特定するために腫瘍浸潤免疫細胞（TIICS）のスピアマン相関テストが続きました。最後に、機能的濃縮、タンパク質間相互作用、および生存分析が実施されました。LUADでは、初期段階では、免疫スコアが高く、高度な段階と比較して、メモリB細胞の数が多く、M0マクロファージが増えていました。M0およびM2マクロファージ、および安静時記憶CD4+ T細胞は、LUADのTIICの大部分を占めました。M0マクロファージ浸潤の豊富さは、TNM段階と生存と有意に相関していました。LUSCでは、初期段階では、進行段階と比較して、細胞溶解活性が高く、新抗原の負担が伴いました。M0およびM2マクロファージ、および血漿細胞は、LUSCのTIICの大部分を占めました。静止および活性化されたマスト細胞の存在量は、TNM期と有意に相関していたが、安静時の樹状細胞、好酸球、活性化された記憶CD4 T細胞、およびマスト細胞は予後と有意に相関していた。腫瘍変異負荷分析により、サンプルあたりのバリアントの中央値がLUADでIVステージからIVに減少し、LUSCで増加したことが明らかになりました。さらに、83および9の免疫関連のdegがそれぞれLuadとLuscで同定され、そのうち23の遺伝子がLuadの23の遺伝子とLuscの2つの遺伝子が生存と相関していました。結論として、我々は重要な遺伝子を特定し、NSCLCの治療の治療標的を提供する可能性のあるLUADおよびLUSCの腫瘍免疫微小環境を特徴づけました。

This study aimed to investigate the key genes and immune microenvironment involved in different TNM stages of lung adenocarcinoma (LUAD) and lung squamous cell carcinoma (LUSC). The gene expression and clinical characteristics data were downloaded from the genomic data commons (GDC) database. After initial data processing, the characteristics of the immune microenvironment were analyzed. The differentially expressed genes (DEGs) in tumor vs. normal, and in early vs. advanced stages were screened, followed by Spearman correlation test for tumor infiltrating immune cells (TIICs) to identify immune-related genes. Finally, functional enrichment, protein-protein interaction, and survival analyses were performed. In LUAD, early stage was with higher immune scores, greater number of memory B cells and M0 macrophages compared to advanced stage. M0 and M2 macrophages, and resting memory CD4+ T cells accounted for a large proportion of TIICs in LUAD. The abundance of M0 macrophage infiltration was significantly correlated with the TNM stage and survival. In LUSC, early stage was with higher cytolytic activity and neoantigen burden compared to advanced stage. M0 and M2 macrophages, and plasma cells accounted for a large proportion of TIICs in LUSC. The abundance of resting and activated mast cells was significantly correlated with TNM stage, while resting dendritic cells, eosinophils, activated memory CD4 T cells, and mast cells were significantly correlated with prognosis. Tumor mutation burden analysis revealed that the median of variants per sample decreased from stage I to IV in LUAD, while it increased in LUSC. Further, 83 and 9 immune-related DEGs were identified in LUAD and LUSC, respectively, of which 23 genes in LUAD and 2 genes in LUSC correlated with survival. In conclusion, we identified the key genes, and characterized the tumor immune microenvironment in LUAD and LUSC which may provide therapeutic targets for the treatment of NSCLC.