摘要
APOBEC3酶在癌症的DNA突变中起重要作用。这些酶还能够将RNA特定位置的C碱基转化为U。然而，这种C-U RNA编辑在任何癌症中的流行率和意义目前尚不清楚。我们开发了一种生物信息学工作流程，利用1040个乳腺癌肿瘤的外显子组和mRNA测序数据，确定已知APOBEC3介导的RNA编辑位点的RNA编辑水平。尽管由于测序深度的原因，可靠的编辑确定受到限制，但在肿瘤和邻近的正常组织中都观察到了编辑。在440个位点(411个基因)中，≥5肿瘤的编辑是可确定的，编辑发生在0.6%~100%的肿瘤(平均20%，SD14%)，平均水平为0.6%~20%(平均7%，SD4%)。与RNA编辑量低的肿瘤相比，编辑量高的肿瘤免疫相关基因表达丰富，T细胞和M1巨噬细胞浸润、B细胞和T细胞受体多样性及免疫细胞杀伤活性均高于RNA编辑量低的肿瘤。与此相一致的是，肿瘤中RNA编辑增加的患者有更好的无病无进展生存率(风险比=1.67-1.75，p＜0.05)。
研究结果
图1
图1：APOBEC3介导的RNA编辑站点。
(A)这项研究所考察的地点的特点，以饼状图表示。UTR，未翻译区域。
(B)显示了具有可检测的RNA编辑的癌症基因组图谱(TCGA)-BRCA肿瘤的部分的频率直方图，以及在肿瘤队列中检测到其编辑的440个位置的这种编辑的平均水平。
(C)队列中30个最常编辑的RNA显示了具有编辑的肿瘤的比例及其平均编辑水平。
图2
图2：RNA编辑和临床病理特征。RNA编辑的发生率-根据乳腺癌的不同特征绘制高肿瘤的图表。病理性(路径)，分期、T和N TNM值按照美国癌症分期系统联合委员会计算。
乳腺癌亚型指标如下：l为管腔型，LH为鲁米那-HER2，H为HER2，T为三阴性。RNA编辑和临床病理特征。RNA编辑的发生率-根据乳腺癌的不同特征绘制高肿瘤的图表。病理性(路径。)。分期、T和N TNM值按照美国癌症分期系统联合委员会计算。
乳腺癌亚型指标如下：l为管腔型，LH为鲁米那-HER2，H为HER2，T为三阴性。对于MKI67基因的表达，用基因表达值的中位数来区分低组和高组。P值测定采用Fisher0精确检验法。
- ER：雌激素受体
- PR：孕激素受体
- HER2：人表皮生长因子受体2
图3
图3：肿瘤的RNA编辑和APOBEC3基因表达及基因组特征。
(A)Tukey盒图显示RNA编辑高(H)和低(L)肿瘤的APOBEC3基因表达。TPM，每百万份成绩单。
(B)热图显示APOBEC3基因表达水平与APOBEC3介导的C-to-U RNA编辑评分和APOBEC签名DNA突变负荷之间存在Pearson0相关系数。
(C)显示了用于比较RNA编辑的肿瘤基因组特征的柱状图-高肿瘤和低肿瘤。两组比较的P值用Fisher精确或标准t检验计算。
- CNA：拷贝数改变
- HRD：同源重组缺陷
- ITH：肿瘤内异质性
- SNV：单核苷酸变异
图4
图4：免疫相关基因集在RNA编辑中有丰富的表达--高肿瘤。
所示为(A)6个免疫相关基因集和(B)分子签名数据库(MSigDB)Hallmark收集的其他5个基因集的RNA编辑的高和低肿瘤的基因集变异分析(GSVA)得分的脊线图的示例。比较高、低肿瘤编辑评分的折叠率(FC)值和比较显着性分析中的假发现率(FDR)值采用贝叶斯调节t检验。EMT，上皮间质转化。
图5
图5：RNA编辑和免疫微环境功能。
RNA编辑组(高(H)和低(L)肿瘤)的(A)不同类型肿瘤浸润免疫细胞的相对比例和(B)T细胞受体(TCR)和B细胞受体(BCR)多样性(Shannon评分)和免疫细胞杀伤活性(CYT评分)的值被显示出来。用标准t检验计算两组比较的p值。
结论
我们的研究发现，APOBEC3介导的RNA编辑发生在乳腺癌肿瘤中，并与提高免疫活性和改善生存期呈正相关。
DOI：10.3390/ijms20225621
参考文献
1.Bransteitter, R.; Prochnow, C.; Chen, X.S. The current structural and functional understanding of APOBEC deaminases. Cell Mol. Life Sci. 2009, 66, 3137–3147.
2.Fritz, E.L.; Rosenberg, B.R.; Lay, K.; Mihailovic, A.; Tuschl, T.; Papavasiliou, F.N. A comprehensive analysis of the effffects of the deaminase AID on the transcriptome and methylome of activated B cells. Nat. Immunol. 2013, 14, 749–755.
3.Smith, H.C.; Bennett, R.P.; Kizilyer, A.; McDougall, W.M.; Prohaska, K.M. Functions and regulation of the APOBEC family of proteins. Semin Cell Dev. Biol. 2012, 23, 258–268.
4.Gu, T.; Buaas, F.W.; Simons, A.K.; Ackert-Bicknell, C.L.; Braun, R.E.; Hibbs, M.A. Canonical A-to-I and C-to-U RNA editing is enriched at 3’UTRs and microRNA target sites in multiple mouse tissues. Plos ONE 2012, 7, e33720.
