Published March 14, 2023 | Version v1
Publication Open

Development and validation of a combined hypoxia and ferroptosis prognostic signature for breast cancer

Creators

  • 1. Peking University
  • 2. Peking University Cancer Hospital
  • 3. Sichuan Cancer Hospital
  • 4. Sichuan University
  • 5. Union Hospital
  • 6. Huazhong University of Science and Technology
  • 7. Wuhan Puai Hospital

Description

Hypoxia is involved in tumor biological processes and disease progression. Ferroptosis, as a newly discovered programmed cell death process, is closely related to breast cancer (BC) occurrence and development. However, reliable prognostic signatures based on a combination of hypoxia and ferroptosis in BC have not been developed.We set The Cancer Genome Atlas (TCGA) breast cancer cohort as training set and the Molecular Taxonomy of Breast Cancer International Consortium (METABRIC) BC cohort as the validation set. Least Absolute Shrinkage and Selection Operator (LASSO) and COX regression approaches were used to construct ferroptosis-related genes (FRGs) and hypoxia-related genes (HRGs) prognostic signature (HFRS). The CIBERSORT algorithm and ESTIMATE score were used to explore the relationship between HFRS and tumor immune microenvironment. Immunohistochemical staining was used to detect protein expression in tissue samples. A nomogram was developed to advance the clinical application of HFRS signature.Ten ferroptosis-related genes and hypoxia-related genes were screened to construct the HFRS prognostic signature in TCGA BC cohort, and the predictive capacity was verified in METABRIC BC cohort. BC patients with high-HFRS had shorter survival time, higher tumor stage, and a higher rate of positive lymph node. Moreover, high HFRS was associated with high hypoxia, ferroptosis, and immunosuppression status. A nomogram that was constructed with age, stage, and HFRS signature showed a strong prognostic capability to predict overall survival (OS) for BC patients.We developed a novel prognostic model with hypoxia and ferroptosis-related genes to predict OS, and characterize the immune microenvironment of BC patients, which might provide new cures for clinical decision-making and individual treatment of BC patients.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يشارك نقص الأكسجة في العمليات البيولوجية للورم وتطور المرض. ويرتبط تدلي الخلايا الحديدي، كعملية موت خلايا مبرمجة تم اكتشافها حديثًا، ارتباطًا وثيقًا بحدوث سرطان الثدي وتطوره. ومع ذلك، لم يتم تطوير توقيعات تنبؤية موثوقة بناءً على مزيج من نقص الأكسجة والداء الحديدي في كولومبيا البريطانية. قمنا بتعيين مجموعة أطلس جينوم السرطان (TCGA) لسرطان الثدي كمجموعة تدريب والتصنيف الجزيئي للاتحاد الدولي لسرطان الثدي (METABRIC) BC كمجموعة التحقق من الصحة. تم استخدام مناهج الانحدار الأقل انكماشًا واختيارًا (LASSO) و COX لبناء الجينات المرتبطة بالارتفاع الحديدي (FRGs) والجينات المرتبطة بنقص الأكسجة (HRGs) التوقيع النذير (HFRS). تم استخدام خوارزمية CIBERSORT ودرجة التقدير لاستكشاف العلاقة بين HFRS والبيئة الدقيقة المناعية للورم. تم استخدام التلوين الكيميائي النسيجي المناعي للكشف عن تعبير البروتين في عينات الأنسجة. تم تطوير رسم بياني للمضي قدمًا في التطبيق السريري لتوقيع HFRS. تم فحص عشرة جينات مرتبطة بالتهاب الجلد الحديدي والجينات المرتبطة بنقص الأكسجة لبناء التوقيع النذير HFRS في مجموعة TCGA BC، وتم التحقق من القدرة التنبؤية في مجموعة METABRIC BC. كان لدى مرضى كولومبيا البريطانية الذين يعانون من ارتفاع معدل الترشيح الكبيبي وقت بقاء أقصر، ومرحلة ورم أعلى، ومعدل أعلى من العقدة الليمفاوية الإيجابية. علاوة على ذلك، ارتبط ارتفاع HFRS بنقص الأكسجة المرتفع، وداء الحديد، وحالة كبت المناعة. أظهر الرسم البياني الذي تم إنشاؤه مع العمر والمرحلة وتوقيع HFRS قدرة تنبؤية قوية للتنبؤ بالبقاء الكلي لمرضى كولومبيا البريطانية. طورنا نموذجًا تنبئيًا جديدًا مع نقص الأكسجة والجينات المرتبطة بالتهاب الجلد للتنبؤ بنظام التشغيل، وتوصيف البيئة الدقيقة المناعية لمرضى كولومبيا البريطانية، والتي قد توفر علاجات جديدة لاتخاذ القرارات السريرية والعلاج الفردي لمرضى كولومبيا البريطانية.

Translated Description (French)

L'hypoxie est impliquée dans les processus biologiques tumoraux et la progression de la maladie. La ferroptose, en tant que processus de mort cellulaire programmée récemment découvert, est étroitement liée à la survenue et au développement du cancer du sein (BC). Cependant, des signatures pronostiques fiables basées sur une combinaison d'hypoxie et de ferroptose en Colombie-Britannique n'ont pas été développées. Nous avons défini la cohorte du cancer du sein de l'Atlas du génome du cancer (TCGA) comme ensemble de formation et la cohorte BC de la taxonomie moléculaire du cancer du sein (METABRIC) comme ensemble de validation. Les approches de régression LASSO (Least Absolute Shrinkage and Selection Operator) et COX ont été utilisées pour construire les gènes liés à la ferroptose (FRG) et la signature pronostique (HFRS) des gènes liés à l'hypoxie (HRG). L'algorithme CIBERSORT et le score ESTIMÉ ont été utilisés pour explorer la relation entre HFRS et le microenvironnement immunitaire tumoral. La coloration immunohistochimique a été utilisée pour détecter l'expression des protéines dans des échantillons de tissus. Un nomogramme a été développé pour faire progresser l'application clinique de la signature HFRS. Dix gènes liés à la ferroptose et gènes liés à l'hypoxie ont été criblés pour construire la signature pronostique HFRS dans la cohorte TCGA BC, et la capacité prédictive a été vérifiée dans la cohorte METABRIC BC. Les patients atteints de CB avec un HFRS élevé avaient un temps de survie plus court, un stade tumoral plus élevé et un taux plus élevé de ganglions lymphatiques positifs. De plus, un HFRS élevé était associé à un état d'hypoxie, de ferroptose et d'immunosuppression élevé. Un nomogramme construit avec l'âge, le stade et la signature HFRS a montré une forte capacité pronostique à prédire la survie globale (SG) des patients atteints de CB. Nous avons développé un nouveau modèle pronostique avec des gènes liés à l'hypoxie et à la ferroptose pour prédire la SG et caractériser le microenvironnement immunitaire des patients atteints de CB, ce qui pourrait fournir de nouveaux remèdes pour la prise de décision clinique et le traitement individuel des patients atteints de BC.

Translated Description (Spanish)

La hipoxia está involucrada en los procesos biológicos tumorales y la progresión de la enfermedad. La ferroptosis, como un proceso de muerte celular programada recientemente descubierto, está estrechamente relacionada con la aparición y el desarrollo del cáncer de mama (BC). Sin embargo, no se han desarrollado firmas de pronóstico confiables basadas en una combinación de hipoxia y ferroptosis en BC. Establecimos la cohorte de cáncer de mama del Atlas del Genoma del Cáncer (TCGA) como conjunto de entrenamiento y la cohorte de BC del Consorcio Internacional de Taxonomía Molecular del Cáncer de Mama (METABRIC) como conjunto de validación. Se utilizaron los enfoques del Operador de Selección y Encogimiento Mínimo Absoluto (LASSO) y la regresión de COX para construir genes relacionados con la ferroptosis (FRG) y la firma pronóstica de genes relacionados con la hipoxia (HRG) (HFRS). El algoritmo CIBERSORT y la puntuación ESTIMADA se utilizaron para explorar la relación entre HFRS y el microambiente inmune tumoral. Se utilizó tinción inmunohistoquímica para detectar la expresión de proteínas en muestras de tejido. Se desarrolló un nomograma para avanzar en la aplicación clínica de la firma HFRS. Se examinaron diez genes relacionados con la ferroptosis y genes relacionados con la hipoxia para construir la firma pronóstica HFRS en la cohorte TCGA BC, y se verificó la capacidad predictiva en la cohorte METABRIC BC. Los pacientes de BC con HFRS alta tuvieron un tiempo de supervivencia más corto, un estadio tumoral más alto y una tasa más alta de ganglios linfáticos positivos. Además, la HFRS alta se asoció con hipoxia alta, ferroptosis y estado de inmunosupresión. Un nomograma que se construyó con la firma de edad, estadio y HFRS mostró una fuerte capacidad de pronóstico para predecir la supervivencia general (SG) para los pacientes con BC. Desarrollamos un nuevo modelo de pronóstico con genes relacionados con la hipoxia y la ferroptosis para predecir la SG y caracterizar el microambiente inmune de los pacientes con BC, lo que podría proporcionar nuevas curas para la toma de decisiones clínicas y el tratamiento individual de los pacientes con BC.

Files

pdf.pdf

Files (10.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:f8134b2b5e3caf3aae01ac36257e1607
10.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تطوير والتحقق من صحة التوقيع النذير المشترك لنقص الأكسجة و ferroptosis لسرطان الثدي
Translated title (French)
Développement et validation d'une signature pronostique combinée d'hypoxie et de ferroptose pour le cancer du sein
Translated title (Spanish)
Desarrollo y validación de una firma de pronóstico combinada de hipoxia y ferroptosis para el cáncer de mama

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4324146413
DOI
10.3389/fonc.2023.1077342

Is supplement to
https://openalex.org/W4386940163 (Other)
https://openalex.org/W4301030387 (Other)
https://openalex.org/W2989121736 (Other)
https://openalex.org/W2892677547 (Other)
https://openalex.org/W2414286769 (Other)
https://openalex.org/W2375584271 (Other)
https://openalex.org/W2037827305 (Other)
https://openalex.org/W2013223288 (Other)
https://openalex.org/W1998972156 (Other)
https://openalex.org/W1997105855 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1493048246
  • https://openalex.org/W1525804132
  • https://openalex.org/W1589007430
  • https://openalex.org/W1853160207
  • https://openalex.org/W1982654262
  • https://openalex.org/W1993790940
  • https://openalex.org/W2016489352
  • https://openalex.org/W2027786827
  • https://openalex.org/W2038974826
  • https://openalex.org/W2043852754
  • https://openalex.org/W2050056000
  • https://openalex.org/W2052086185
  • https://openalex.org/W2069518226
  • https://openalex.org/W2081954651
  • https://openalex.org/W2117220515
  • https://openalex.org/W2117737719
  • https://openalex.org/W2117775530
  • https://openalex.org/W2117936947
  • https://openalex.org/W2128920415
  • https://openalex.org/W2140741923
  • https://openalex.org/W2142188698
  • https://openalex.org/W2147510942
  • https://openalex.org/W2155662291
  • https://openalex.org/W2297176335
  • https://openalex.org/W2488521558
  • https://openalex.org/W2534608553
  • https://openalex.org/W2546921687
  • https://openalex.org/W2573152477
  • https://openalex.org/W2594476307
  • https://openalex.org/W2613165131
  • https://openalex.org/W2744067212
  • https://openalex.org/W2781907612
  • https://openalex.org/W2783665273
  • https://openalex.org/W2892660983
  • https://openalex.org/W2897411414
  • https://openalex.org/W2904710245
  • https://openalex.org/W2914853020
  • https://openalex.org/W2922256937
  • https://openalex.org/W2929698136
  • https://openalex.org/W2939322913
  • https://openalex.org/W2941222591
  • https://openalex.org/W2943793201
  • https://openalex.org/W2945161487
  • https://openalex.org/W2949133435
  • https://openalex.org/W2957388330
  • https://openalex.org/W2967366771
  • https://openalex.org/W2968149989
  • https://openalex.org/W2969646646
  • https://openalex.org/W2975043198
  • https://openalex.org/W2979291688
  • https://openalex.org/W2990086583
  • https://openalex.org/W2996091642
  • https://openalex.org/W2996553777
  • https://openalex.org/W2996623812
  • https://openalex.org/W2996720757
  • https://openalex.org/W2998533047
  • https://openalex.org/W3006048658
  • https://openalex.org/W3008738566
  • https://openalex.org/W3047457325
  • https://openalex.org/W3049515533
  • https://openalex.org/W3083082263
  • https://openalex.org/W3092529188
  • https://openalex.org/W3097153985
  • https://openalex.org/W3099105897
  • https://openalex.org/W3108312046
  • https://openalex.org/W3108660287
  • https://openalex.org/W3109289585
  • https://openalex.org/W3109926818
  • https://openalex.org/W3113497040
  • https://openalex.org/W3122102409
  • https://openalex.org/W3128026974
  • https://openalex.org/W3128516334
  • https://openalex.org/W3128646645
  • https://openalex.org/W3134710151
  • https://openalex.org/W3153058261
  • https://openalex.org/W3156708696
  • https://openalex.org/W3157906950
  • https://openalex.org/W3159451168
  • https://openalex.org/W3163145088
  • https://openalex.org/W3164014129
  • https://openalex.org/W3170224693
  • https://openalex.org/W3170896113
  • https://openalex.org/W3177113271
  • https://openalex.org/W3178403391
  • https://openalex.org/W3186859149
  • https://openalex.org/W3189688863
  • https://openalex.org/W3190887907
  • https://openalex.org/W3194401451
  • https://openalex.org/W3195564797
  • https://openalex.org/W3196572754
  • https://openalex.org/W3197955241
  • https://openalex.org/W3198187100
  • https://openalex.org/W3200709341
  • https://openalex.org/W3204550677
  • https://openalex.org/W3208753274
  • https://openalex.org/W4200244347
  • https://openalex.org/W4205456778
  • https://openalex.org/W4213155622
  • https://openalex.org/W4220912531
  • https://openalex.org/W4221112683
  • https://openalex.org/W4224245159
  • https://openalex.org/W4225740884
  • https://openalex.org/W4229335853
  • https://openalex.org/W4283703361
  • https://openalex.org/W4283801662
  • https://openalex.org/W4285493755
  • https://openalex.org/W4286559854