今天给同学们分享一篇生信文章“HOPX is a tumor-suppressive biomarker that corresponds to T cell infiltration in skin cutaneous melanoma”，这篇文章发表在Cancer Cell Int期刊上，影响因子为5.8。

结果解读：

低HOPX表达表明SKCM预后不良，HOPX是一个良好的诊断标志物

TCGA数据库用于分析HOPX在各种正常和肿瘤组织中的表达。结果显示，HOPX的表达在25例中显著上调，包括ACC（肾上腺皮质癌）（p < 0.001）和BRCA（乳腺浸润性癌）（p < 0.001）（图1A），而与正常组相比，SKCM肿瘤组的HOPX表达要低得多（p < 0.001）（图1B）。基于GEO数据库的火山图结果也显示了SKCM患者中HOPX的低表达（图1C-F）。HPA数据库的临床病理数据也证实了这一点（图1G）。此外，数据分析显示，SKCM患者中不同年龄组的HOPX表达水平没有显著差异，但女性的表达水平高于男性（图S1A，B）。这可能意味着男性更容易患上SKCM，而且它可能发生在任何年龄，尽管需要更多的临床数据来证明这一点。然后，作者进一步分析了HOPX对SKCM的诊断和预后价值。受试者工作特性（ROC）曲线的AUC为0.744（图1H），表明HOPX对SKCM患者具有良好的诊断价值。此外，Kaplan-Meier（KM）曲线表明，具有高HOPX表达的SKCM患者具有更好的生存率（p = 0.005）（图1I）。列线图预测了SKCM患者的1年、5年和10年生存率（图1J）。这意味着HOPX在SKCM患者的诊断和预后评估中的潜在价值。

HOPX参与SKCM的过程，可能与免疫力有关

使用LIMMA R软件包在TCGA数据库中研究HOPX的表达，以探索其在SKCM中的潜在生物学功能。它产生了456个基因；455个基因上调，1个基因下调（|logFC|>1，p < 0.05）（图2A，B）。在GO和KEGG分析中，HOPX功能主要与细胞因子-细胞因子受体相互作用、细胞粘附分子、白细胞-细胞粘附、T细胞活化和Th17细胞分化有关（图2C）。基于这些结果，作者发现HOPX在SKCM的调节作用中参与免疫反应。

HOPX抑制SKCM细胞的增殖、迁移和侵袭，促进细胞凋亡和S期阻滞

作者对SKCM细胞系中与HOPX表达相关的表型进行了分析，相关分析显示，在SKCM细胞中，HOPX表达与肿瘤增殖等特征呈负相关，与炎症和凋亡呈正相关（图3A-F）。因此，作者使用人类恶性黑色素瘤细胞系A375进行实验验证。

首先，HOPX在A375细胞中过表达，并通过RT-qPCR和蛋白质印迹验证了过表达效率（图4A，B）。CCK-8测定显示，HOPX过表达显著降低了细胞活力，并且在48小时时效果最显著（图4C）。此外，伤口愈合和transwell迁移测定显示，HOPX过表达显著抑制细胞迁移和转移（图4D-F）。为了进一步确定HOPX是否影响SKCM细胞的侵袭，用A375细胞进行transwell侵袭测定。结果显示，HOPX的过表达显著抑制SKCM细胞的侵袭（图4G，H）。这些结果表明，HOPX可以降低细胞活力，抑制细胞增殖、迁移和侵袭。进一步研究了HOPX在细胞凋亡和细胞周期调控中的作用。正如预期的那样，过表达HOPX增强了细胞凋亡（图4I，J）和细胞周期S期阻滞（图4K，L）在A375细胞中。

随后，作者从成功过表达HOPX的A375细胞中提取RNA进行转录组测序。作者比较并计数了对照组（N）和过表达组（H）之间的差异表达基因；有25个上调基因和207个下调基因（图5A）。根据样本的基因表达谱的相似性，对基因进行聚类分析，构建热图（图5B）。基于测序数据（GSE221101）的GO、KEGG和GSEA分析表明，测序分析结果与TCGA数据库分析结果相似（图5C-F），表明HOPX与DNA复制、细胞周期、细胞分裂、细胞骨架、癌症途径、转录调节、DNA模板等有关，以上结果证实了作者的实验结果。

HOPX表达与T细胞介导的免疫反应呈正相关，可作为免疫检查点

免疫系统介导的癌症细胞死亡涉及淋巴细胞活化以及趋化因子和细胞因子的释放，可以招募T细胞来优化肿瘤免疫治疗策略。因此，作者研究了HOPX表达与免疫细胞及相关细胞因子的关系。从TCGA数据集下载SKCM患者的3级RNA测序表达谱和相应的临床信息。作者使用immuneconv软件包进行免疫评分和Spearman相关性分析。结果显示，HOPX参与SKCM的免疫反应，该免疫反应涉及T细胞、B细胞、巨噬细胞、NK细胞等（图6A、B）。HOPX的表达与B细胞、T细胞（CD4+/8+）、中性粒细胞、巨噬细胞和髓系树突状细胞的浸润水平呈正相关。相反，细胞干度分析显示，HOPX表达与癌症干细胞（CSCs）的程度呈负相关，SKCM组的mRNAsi评分显著高于正常组，高HOPX表达组的评分低于低表达组（图S2B）。基因集变异分析（GSVA）用于确定免疫过程的富集分数。HOPX的表达与细胞粘附分子、细胞因子-细胞因子受体相互作用、T细胞活化的调节等有关（图6C）。它还与各种免疫检查点密切相关（图6D）。先前的GO/KEGG分析和免疫评分分析显示，HOPX的表达与多种免疫细胞类型的浸润有关，而免疫细胞相关性分析显示，HOPX的表达与T细胞的浸润最为密切（图第6E段）。上述分析结果表明，HOPX的表达与SKCM患者的免疫细胞活性和免疫治疗反应相关，并且与最高程度的免疫细胞相关，特别是与最高富集的T细胞相关，除了是一种有前景的免疫检查点之外。

HOPX的高表达与T细胞的浸润有关

以前的数据很广泛，但无法解决内在异质性等问题，因此作者应用了高灵敏度和高准确性的单细胞测序方法。作者使用R分析了GEO数据库的公共数据集。UMAP降维分析用于获得细胞状态的二维表示，并创建了12个聚类（图第7A段）。作者发现HOPX主要富集在第II部分，并在亚型1和亚型8中高度表达（图7B）。细胞标记物，如CD2、CD3D、CD3E和CD3G，将第二部分分类为T细胞（图7C-E），这也与图5E的结果一致。此外，作者在第二部分中对每个细胞亚型进行了分类，结果显示0亚型是CD4 + T细胞，亚型1为CD8 + T细胞，亚型8为CD8-Tem细胞，亚型10为Treg细胞（图7A）。总之，研究结果表明，HOPX的表达可能与免疫系统的调节有关，特别是与T细胞等免疫细胞的参与有关。具体而言，HOPX的表达与CD8的激活和耗竭之间存在关联 + T细胞。

HOPX的表达与抗癌药物的临床敏感性有关

癌症患者经常出现耐药性，导致复发和存活率降低。因此研究了HOPX表达在SKCM耐药性中的作用。令人惊讶的是，作者发现SKCM中HOPX的表达与耐药性之间存在显著相关性。高水平的HOPX与几种临床抗癌药物（包括喜树碱、顺铂、尼洛替尼、紫杉醇、三苯氧胺和韦利帕利）的IC50值显著降低有关（图8A）。然而，作者还发现，在HOPX高表达组中，达非尼、吉西他滨和曲美替尼的IC50值增加（图8B）。因此，HOPX表达水平可能与癌症细胞对临床药物的敏感性增加和癌症患者生存期延长有关，这表明它有可能成为临床个性化治疗选择的标志物。

总结

总之，作者的研究表明HOPX可以作为SKCM患者的诊断和预后标志物，并且它可能通过调节各种免疫细胞的生物活性和减轻患者的临床药物抗性参与肿瘤免疫治疗。此外，HOPX可能作为皮肤黑色素瘤治疗的新型分子生物标志物，有助于未来开发具有高临床意义的新型免疫治疗策略。对这篇文章的思路感兴趣的老师，欢迎咨询！