大家好呀！今天给大家介绍一篇2022年发表在Molecular Cancer（IF:27.401）上的一篇文章。目前对于非小细胞肺癌的靶向治疗集中在靶向EGFR,ALK,MET,KRAS,BRAF和ROS1等。然而，这些特异性靶向抑制剂仅适用于存在相关驱动基因突变的患者。本篇文章主要是通过对非小细胞肺癌的TCGA数据集进行分析寻找新的靶向治疗靶点。让我们来看看这篇文章都有哪些分析内容吧~~

摘要：

背景：尽管靶向治疗非小细胞肺癌的患者具有一定效果，然而还有一些患者并没有受益于靶向治疗。NCAPG，非SMC凝聚素Ⅰ复合体亚基G，在多种肿瘤中与迁移和增殖正相关。

方法：通过对TCGA数据集进行分析，NCAPG可以作为非小细胞肺癌的新治疗靶点。通过体内和体外实验证明MCAPG在NSCLC生长和转移中的促癌作用。

结果：NCAPG可以作为促NSCLC肿瘤发生发展的致癌驱动因子。TCGA数据集分析表明，NCAPG与NSCLC患者的生存负相关。NCAPG过表达是非小细胞肺癌的独立危险因子。NCAPG下调会抑制体内和体外非小细胞肺癌细胞的增殖，迁移和侵袭。NCAPG促进NSCLC发生发展的功能与LGALS1密切相关。

结论：被研究表明NCAPG是非小细胞肺癌发生发展的重要因素，为非小细胞肺癌的预后和治疗提供新的靶点。

结果：

1.数据集获取

从TCGA数据库获取NSCLC的转录组数据集，包括999例样本。从GEO数据库获取GSE102287数据集。

2.NCAPG在NSCLC中上调表达

为鉴定NSCLC患者新的治疗靶点，作者对本研究收集的肿瘤组织和正常组织进行测序并对数据进行差异分析，鉴定到415个下调基因和158个上调基因（A）。GO分析表明有39个上调基因参与细胞周期，有丝分裂，细胞分类等过程，其中有13个基因均参与以上生物学过程（B和1C）。此外，TCGA数据集分析表明这13个基因在肿瘤组织中过表达（D），然而只有NCAPG与NSCLC患者生存显著相关（E）。TCGA数据集和GEO数据集中NCAPG在肿瘤组织中显著高表达（F和1G）。

此外，NCAPG表达水平与TNM分期，T分期和N分期显著相关（表1）。NCAPG表达水平与性别，年龄和病理类型相关（表2）。

使用IHC研究NCAPG在肿瘤组织中的表达水平（A）。KM分析表明NCAPG表达与患者生存期负相关（B-2E）。RT-qPCR和Western blot结果表明肿瘤组织中NCAPG表达水平显著升高（F和2G）。此外，NCPAG在A549细胞系中表达水平最高。Cox回归分析表明NCAPG是NSCLC患者生存的独立风险因子（表3）。

3.NCAPG缺失会抑制NSCLC细胞的增殖，迁移和侵袭

NCAPG抑制剂shRNA3是抑制NCAPG最有效的抑制因子，因此选择shRNA3处理NSCLC细胞（A）。对A549敲除NCAPG后NCAPG的mRNA和蛋白表达水平显著下调（B）。此外，敲除NCAPG后会显著抑制细胞的增殖，迁移和侵袭（C-3E）。为了研究NCAPG时候会影响NSCLC肿瘤的生长，作者对BALB/c小鼠进行xenograft实验。结果表明LV-shNCAPG组织中Ki-67的表达水平减少，LV-shNCAPG组织的体积和肿瘤显著降低，SPARC也显著降低（F-3H），说明NCAPG下调会抑制肿瘤生长。随后，作者对NOD/SCID小鼠建立肺转移模型，沉默H1299细胞中的NCAPG会抑制肺转移（I和3J）。

4.体内NCAPG缺乏会抑制氨基甲酸乙酯诱导的肺癌

为进一步研究NCAPG在氨基甲酸乙酯诱导的肺癌的作用，将氨基甲酸乙酯注射到NCAPG缺乏的小鼠体内。由于反复暴露聚氨酯会导致肺腺瘤和肺癌。因此，在NCAPG+/-和C57BL/6小鼠内注射氨基甲酸乙酯会诱导肺肿瘤（A）。在NCAPG+/-小鼠中NCAPG的表达水平较低（B）。NCAPG+/-小鼠肺组织中肿瘤结节数量较少（C-4E）。

5.LGALS1与NCAPG互作会介导NSCLC细胞的发展

为了阐明NCAPG促进细胞增殖，迁移和侵袭的机制，作者使用免疫共沉淀（Co-IP）和液相色谱质谱联用（LC-MS）对A549细胞中NCAPG互作的蛋白进行沉淀和分析（A）。根据NCAPG互作蛋白的DNA复制，重组，修复和代谢功能进行打分并构建NCAPG互作蛋白网络。LGALS1在NSCLC中过表达并与肿瘤发展和免疫紊乱有关。作者使用INGENUITY数据库鉴定到LGALS1与NCAPG共沉淀（B和5C）。此外，作者通过PLA结合免疫荧光分析和流式细胞仪检测到A549细胞中NCAPG和LGALS1互作的阳性信号（D-5F）。敲除LGALS1会抑制A549和H1299细胞的增殖，迁移和增殖（G-5M）。

为鉴定NCAPG是否会通过LGALS1诱导NSCLC细胞增殖和迁移，作者进行Western blot。结果表明抑制NCAPG会抑制LGALS1和SPARC蛋白水平，而在LGALS1过表达细胞中SPARC表达升高（A）。使用MTT，流式细胞仪和transwell检测抑制NCAPG/过表达LGALS1的H1299和A549细胞的增殖，迁移和侵袭（B-6K）。

结论：

NCAPG可以在有丝分裂过程中调控染色体上DNA位置，作为潜在的候选靶标。本研究发现NCAPG表达水平与NSCLC患者的生存期负相关，敲除NCAPG会影响A549细胞的增殖，迁移和侵袭。总的来说，NCAPG对NSCLC的肿瘤发生发展十分重要，可以作为NSCLC治疗的潜在药物靶点。

小编有话要说：

小编认为，本篇文章的分析思路十分值得学习和借鉴~首先，作者对非小细胞肺癌的自测数据和TCGA及GEO转录组数据集进行差异分析，寻找在肿瘤组织中显著过表达的基因并研究这些基因与NSCLC患者生存期的相关性，这样作者就找到了本文的主角——NCAPG。其次，作者研究NCAPG表达水平与作者临床病理特征的相关性。第三，作者使用IHC和RT-qPCR研究NCAPG在肿瘤组织中的表达水平。最后，作者使用一系列的生物实验研究敲除NCAPG对肿瘤细胞增殖，迁移和侵袭的影响。这篇文章能发高分文章的关键就在于作者使用生物信息学分析找到了一个有价值的基因，接着对这个基因进行一系列的生物实验验证，这些结果都表明这个基因对肿瘤的发生发展起到重要作用，可以作为新的治疗靶点。

参考文献：

Sun, H., Zhang, H., Yan, Y. et al. NCAPG promotes the oncogenesis and progression of non-small cell lung cancer cells through upregulating LGALS1 expression. Mol Cancer21, 55 (2022). https://doi.org/10.1186/s12943-022-01533-9