背景:胃腺癌(GC)是五种最常见的癌症之一,也是癌症相关死亡的第三大最常见原因,每年在全球造成近800,000人死亡。胃癌的治疗方式一般以手术为主(D2和腹腔镜切除术),虽然近年来取得了一些进展,但是结果仍不令人满意,晚期胃癌患者术后的5年生存率仍不足50%。针对参与免疫调节途径的免疫检查点抑制剂(ICIs)有助于打破免疫耐受循环,从而增加免疫细胞对癌症的免疫应答并抑制癌细胞诱导的免疫逃逸。代谢重编程在肿瘤细胞中的作用与支持肿瘤中不同关键细胞过程的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)水平密切相关。以往的研究表明,靶向GC细胞中的NAD+合成可以有效抑制能量和代谢产物的产生。目的:在本次研究中,我们聚焦在NAD+代谢相关基因(NMRGs)在胃癌中可能发挥的作用,为寻找NAD+代谢相关的治疗提供帮助。研究方法:1.数据下载和细胞获取:从TCGABI 10773小鼠在线数据库(https://portal.gdc.cancer.gov/)下载完整的基因表达数据、临床信息和突变数据(包括375个GC样本和32个正常胃组织样本)。此外,还下载了来自Gene Expression Omnibus(GEO,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/database)在线数据库的GSE84437数据集,共有433个GC样本测序数据。GSE163558单细胞数据集包括6例患者的原发性胃癌组织和6例不同器官或组织(肝、腹膜、卵巢、淋巴结)的转移癌组织,共计96810个细胞。从中国医学科学院细胞培养中心获得了人胃粘膜上皮细胞GES-1和五种胃癌细胞系(N87、SGC7901、MKN45、AGS、MGC803)。2.一致性聚类和基因集变异分析(GSVA):基于筛选出的NMRGs,使用“Consensus Cluster Plus”包对来自TCGA和GEO数据库的胃癌样本进行聚类分组。从分子特征数据库(MSig DB,https://www.gsea-msigdb.org/gsea/index.jsp)获得c2.cp.kegg.v7.4来执行GSVA。分别比较不同聚类样本间的患者临床信息,生存曲线和信号通路的差异。3.最小绝对收缩和选择算子(LASSO)回归分析:使用LASSO回归分析,我们构建了基于NMRGs的预后模型。在该模型下,探索了风险评分与肿瘤组织免疫细胞浸润、基因突变和肿瘤干细胞评分之间的关联。4.单细胞测序数据分析:对胃癌单细胞数据进行质控,剔除低质量细胞后,对构建预后模型的关键基因在细胞中的表达模型进行验证。5.通过实时定量PCR(qRT-PCR)技术,在人胃粘膜上皮细胞GES-1和五种胃癌细胞系(N87、SGC7901、MKNAZD1152-HQPA浓度45、AGS、MGC803)中,对构建预后模型的关键基因在细胞中的表达水平进行对比。结果:1.我们基于33个matrilysin nanobiosensorsNMRGs将808个GC样本聚类成3个簇。不同样本簇间的生存分析显示,来自具有较低NMRGs表达的集群的GC患者具有更好的生存时间(P=0.017)。高NMRGs表达组中,糖胺聚糖生物合成硫酸软骨素、ECM受体相互作用和粘着斑信号通路的富集显著高于NMRGs低表达组(P<0.05)。2.LASSO回归分析筛选并构建了由SGCE、APOD和PPP1R14A组成的预后模型。低风险组GC患者的总生存期(OS)优于高危组,风险评分、年龄和N分期对GC患者的预后很有价值。低风险组患者的免疫评分和基质评分低于高风险组患者。具体来说:滤泡辅助性T细胞和CD4记忆激活T细胞与三个关键基因的表达水平呈负相关,而CD4记忆静息T细胞、单核细胞和静息肥大细胞呈正相关。生存分析表明,SGCE、APOD和PPP1R14A的较低表达与患者的较好预后相关。3.风险评分与GC突变状态和微卫星不稳定性的相关性:低风险组的突变率高于高风险组,在前20个驱动突变基因中,TTN和TP53的突变率最高。高风险组的TMB评分低于低风险组,基于m RNA表达的干性评分与风险评分呈负相关。不同微卫星稳定性状态组的风险评分显著不同(P<0.05)。4.qRT-PCR验证SGCE、APOD和PPP1R14A的表达量:GC细胞系中SGCE、APOD和PPP1R14A的表达水平较正常人胃黏膜上皮细胞系明显增加(P<0.05)。5.胃癌单细胞数据的分析:SGCE、APOD和PPP1R14A与CAFs经典标志物在细胞中的表达高度一致(用于鉴定的CAFs标志物为ACTA2、FAP、PDGFRA、PDGFRB、PDPN、THY1和COL1A1)。我们通过CAFs标志物对转录组样本进行量化和评分,以验证SGCE、APOD和PPP1R14A与CAFs之间的关系。结果显示,高风险组样本的CAFs得分较高,同样,相关性热图也显示它们具有非常明显的正相关性。最后,生存曲线的结果显示,CAFs较少的胃癌患者预后较好(P<0.001)。结合基因风险评分,发现CAFs较少且风险评分较低的患者预后最好(P<0.001)。结论:我们首次初步揭示了NMRGs与GC患者预后的相关性,并鉴定了与NMRGs协同作用的基因SGCE、APOD和PPP1R14A。NAD代谢可能通过SGCE、APOD和PPP1R14A调控CAFs,共同影响GC患者的预后、免疫细胞浸润和免疫治疗效果,这可能为免疫生物标志物和GC的潜在机制提供新的见解。