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Erschienen in: Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 17/2023

31.08.2023 | Research

Machine learning and single-cell sequencing reveal the potential regulatory factors of mitochondrial autophagy in the progression of gastric cancer

verfasst von: Chen Wei, Yichao Ma, Fei Wang, Yuji Chen, Yiqun Liao, Bin Zhao, Qi Zhao, Dong Tang

Erschienen in: Journal of Cancer Research and Clinical Oncology | Ausgabe 17/2023

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Abstract

Background

As an important regulatory mechanism to remove damaged mitochondria and maintain the balance between internal and external cells, mitochondrial autophagy plays a key role in the progression and treatment of cancer Onishi (EMBO J 40(3): e104705, 2021). The purpose of this study is to comprehensively analyze the role of mitochondrial autophagy-related genes in the progression of gastric cancer (GC) by RNA sequencing (RNA-seq) and single-cell RNA sequencing (scRNA-seq).

Methods

GSE26942, GSE54129,GSE66229,GSE183904 and other data sets were obtained by GEO databases. Using support vector machine recursive feature elimination (SVM-RVF) algorithm and random forest algorithm, the mitochondrial autophagy-related genes related to gastric cancer were obtained, respectively. After that, the model was constructed and the inflammatory factors, immune score and immune cell infiltration were analyzed. Furthermore, according to the scRNA-seq data of 28,836 cells from 13 GC samples, 18 cell clusters and 7 cell types were identified by scRNA-seq analysis. The expression level and signal pathway of related genes were verified by cell communication analysis. Finally, the regulatory network of cells was analyzed by SCENIC.

Results

MAP1LC3B, PGAW5, PINK1, TOMM40 and UBC are identified as key genes through machine learning algorithms. CXCL12-CXCR4, LGALS9-CD44, LGALS9-CD45 and MIF (CD74 + CD44) pathways may play an important role in endothelial cells with high score scores of T cells and monocytes in tumor environment. CEBPB, ETS1, GATA2, MATB, SPl1 and XBP1 were identified as candidate TF with specific regulatory expression in the GC cell cluster.

Conclusion

The results of this study will provide implications for the study of the mechanism, diagnosis and treatment of mitochondrial autophagy in GC.
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Literatur
Zurück zum Zitat Gil M, Komorowski MP, Seshadri M, Rokita H, McGray AJ, Opyrchal M et al (2014) CXCL12/CXCR4 blockade by oncolytic virotherapy inhibits ovarian cancer growth by decreasing immunosuppression and targeting cancer-initiating cells. Journal of immunology (Baltimore, Md : 1950). 193(10):5327–5337. https://doi.org/10.4049/jimmunol.1400201 Gil M, Komorowski MP, Seshadri M, Rokita H, McGray AJ, Opyrchal M et al (2014) CXCL12/CXCR4 blockade by oncolytic virotherapy inhibits ovarian cancer growth by decreasing immunosuppression and targeting cancer-initiating cells. Journal of immunology (Baltimore, Md : 1950). 193(10):5327–5337. https://​doi.​org/​10.​4049/​jimmunol.​1400201
Zurück zum Zitat Wickham H (2009) Ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis. ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis Wickham H (2009) Ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis. ggplot2: Elegant Graphics for Data Analysis
Metadaten
Titel
Machine learning and single-cell sequencing reveal the potential regulatory factors of mitochondrial autophagy in the progression of gastric cancer
verfasst von
Chen Wei
Yichao Ma
Fei Wang
Yuji Chen
Yiqun Liao
Bin Zhao
Qi Zhao
Dong Tang
Publikationsdatum
31.08.2023
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Journal of Cancer Research and Clinical Oncology / Ausgabe 17/2023
Print ISSN: 0171-5216
Elektronische ISSN: 1432-1335
DOI
https://doi.org/10.1007/s00432-023-05287-9

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