胰腺癌是一种恶性程度很高的消化系统肿瘤，其死亡率和发病率相近。5年的总体存活率约为9%。胰腺癌是美国第四大癌症死亡原因，也是中国第六大癌症死亡原因。与其他肿瘤实体如黑色素瘤、肺癌和乳腺癌相比，胰腺导管腺癌的医学治疗创新很少，在过去的几十年中生存率仅略有提高。PDAC的一个独特特征是存在促纤维增生性间质，占肿瘤体积的大部分，使这种肿瘤实体成为最丰富的实体肿瘤类型之一。以肿瘤细胞为中心的观点很可能导致胰腺癌药物研发缺乏重大进展，而肿瘤微环境本身已经成为当前药物研发努力的目标。组织学的标志是突出的TME。TME由成纤维细胞、免疫细胞、内皮细胞和神经元等不同的非肿瘤细胞组成。此外丰富的细胞外间质成分，如胶原蛋白、透明质酸和基质细胞蛋白质，创造了一个高度动态和低血管的TME，促进肿瘤进展和治疗抗性。胶原细胞相互作用参与维持正常组织功能和促进癌症进展。前胶原-赖氨酸，2-氧戊二酸5-双加氧酶赖氨酸羟化胶原，促进交联和沉积，异常赖氨酸羟化将促进此类肿瘤的发生。
　　 PLOD家族由三个成员组成，这三个成员具有高度的同源性，在胶原蛋白的赖氨酰羟基化过程中发挥作用。PLOD家族基因的过度表达在促进肿瘤细胞增殖、11次迁移、12次侵袭、12和13次转移中起着重要作用。plod1和plod2参与肾细胞癌的糖代谢，促进肾细胞癌的增殖和侵袭。为了研究PLOD家族基因成员在各种癌症中的表达情况，从TCGA和基因组织表达数据库中获得数据，以便可视化表达情况。使用gepia2研究比较了胰腺癌和非肿瘤组织中PLODs的基因表达。
　　 首先使用索托拉西布的数据库评估PLOD家族基因在不同类型人类癌症中的表达水平。PLOD家族基因在大多数癌症类型中表现出相对上调的表达模式。同时，专家在所有肿瘤标本和正常组织中显示了PLODs的表达谱。其次，使用gepia2数据库比较PLOD在PAAD和正常胰腺组织中的表达。在GEO数据库中分别使用索托拉西布数据集比较正常胰腺组织和PAAD中PLODsmRNA的表达。与正常胰腺组织相比，胰腺癌组织中PLOD的表达明显上调。为了进一步研究蛋白质水平的PLOD的表达，使用HPA数据库进一步验证他们的表达水平，在胰腺癌的蛋白质水平。Plod1在胰腺癌中有适度表达，但在正常胰腺组织中没有表达。Plod2和plod3在胰腺癌组织中高表达，但在正常胰腺组织中不表达。
　　 PLOD家族基因在胰腺组织中过度表达，在胰腺癌患者预后中的价值。Kaplan-MeierPlotter数据库是基于PLOD家族个别成员的mRNA表达而使用的。Plod1和plod2的高转录水平与PAAD患者OS的缩短有关。Plod1和plod2的高转录水平与PAAD患者RFS的缩短有关。PLOD3mRNA的高表达与PAAD患者的OS和RFS无明显相关性。基于TCGA和GTEx数据集，绘制ROC曲线来区分正常组织和胰腺癌组织。在预测正常和肿瘤预后方面，PLOD家族基因具有较高的准确性。ROC曲线显示PLOD1AUC为0975，CI为0957-0993，PLOD2AUC为0873，CI为0832-0914，PLOD3AUC为0964，CI为0943-0986。然后进一步研究PLODs与临床和病理特征的相关性。Plod1的高表达与临床肿瘤t分期、组织学分型、病理分型、病理分型有关。Plod2的高表达与组织学分型有关。Plod3与临床病理特征无明显相关性。总之结果提示PLOD家族基因在PAAD中普遍上调，而且高表达plod1和plod2的患者生存期较短，这意味着在PAAD的发展和进展中有潜在的作用。
　　 由于KRAS、TP53、smad4和CDKN2A的高频突变与胰腺癌的发生和发展密切相关，专家分析PLOD家族基因在KRAS、TP53、CDKN2A和smad4突变胰腺癌中的表达水平。与未发生突变的胰腺癌相比，tp53突变胰腺癌中plod1的表达水平较高。Plod2和plod3在tp53突变体胰腺癌中的表达水平并不高。突变型胰腺癌组织中plod2的表达增加，而smad4野生型胰腺癌组织中plod3的表达增加。Plod1和plod3的表达水平与KRAS突变无关。Plod1和plod2在smad4突变体胰腺癌中的表达水平并不高。胰腺癌中PLOD家族基因的高表达与CDKN2A突变无关。
　　 使用索托拉西布数据库确定PAAD患者三个PLOD基因的遗传变异频率。43名PAAD患者在3个PLOD基因上表现出明显的改变，包括扩增、深度缺失、截断突变、错义突变和转录上调。确切地说，在PAAD患者中，PLOD1、plod2和plod3基因改变的百分比分别为16%、10%和10%。
　　 为了探讨免疫微环境，利用TIMER数据库中的数据，研究PAAD中免疫浸润水平与PLODs表达之间的关系。结果显示PLOD家族所有成员与肿瘤纯度无相关性。PLOD1/2表达水平与CD8t细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞浸润水平呈显著正相关。PLOD3mRNA表达与CD8t细胞浸润程度呈负相关。综上所述，这些结果进一步证实了PLOD家族成员在调节PAAD微环境中的免疫活性方面的关键作用。
　　 为了进一步探索这些PLODs相互作用基因在PAAD中的生物学功能，利用DAVID构建GO和KEGG通路。共表达阳性基因生物学过程结果表明，这些基因主要参与细胞分裂、缺氧反应、细胞间粘附和染色体分离。对GO细胞成分分析，表观富集度为纺锤体、粘点和卵裂。明显富集的MF项包括l-抗坏血酸结合、氧化还原酶活性、前胶原赖氨酸5-双加氧酶活性和微管结合蛋白。KEGG通路分析揭示细胞外间质-受体相互作用，局部粘连，以及癌症通路的丰富。结果共表达阴性基因BP表现为支链氨基酸、心脏传导功能调节、血压调节和药物代谢。对于GO细胞成分分析，术语表面富集是线粒体基质，神经元细胞膜，细胞内，肌源性纤维。明显富集的MF项包括核酸结合、催化活性、单加氧酶活性和水解酶活性。KEGG通路分析显示缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、代谢途径、近曲小管碳酸氢盐重吸收和胃酸分泌降解。总之，结果表明，PLODs主要参与肿瘤相关的调节机制，如局部粘附、粘附斑、氧化还原酶活性、肿瘤通路和赖氨酸降解。
　　 从STRING数据库开始，寻找PLOD家族相互作用的蛋白质网络。网络包含10个功能伙伴，它们的互动置信度最高。内层包括20个其他功能性合作伙伴，所有这些伙伴的交互式信心得分都高于09。这些BP功能主要涉及羟赖氨酸生物合成过程、蛋白质翻译后修饰的负调控、胶原合成过程和肽-赖氨酸羟化。MFs包括主要的胶原蛋白赖氨酸双加氧酶活性，主要的胶原半乳糖基转移酶活性和抗张强度的细胞外间质结构成分。KEGG通路分析显示蛋白质的消化吸收、ecm受体相互作用、粘附斑的富集和赖氨酸的降解。总之结果表明PLOD家族基因主要参与调节胶原代谢和细胞外间质组成。
　　 在专家的研究中，所有PLOD家族基因都在胰腺癌中高度表达。PAAD患者中，plod1和plod2的高表达与较短的OS和RFS有关。通过ROC发现PLODs在预测结果方面有很高的准确性。组合使用更多的PLOD基因表达可能是一个更好的预后指标的患者。通过基因本体论和途径富集分析，PLOD家族基因主要参与调节胶原代谢和细胞外间质合成。Ralge信号通路可能是介导PLOD对PAAD影响的调节模块。
　　 PLOD家族基因参与了各种恶性肿瘤的生物学过程。发现plod1通过Wnt/β-catenin信号通路调节骨肉瘤细胞的增殖和侵袭。缺氧诱导因子1a增加了plod2的表达，增加了乳腺癌的肿瘤硬度，并促进了肿瘤细胞向淋巴结和肺部的转移。在胰腺癌，在缺氧条件下增加plod2的表达可以促进胰腺癌细胞的运动，从而促进肿瘤的进展。此外，plod3通过调节stat3而促进肺癌转移。plod3在胃癌中表达上调，促进胃癌细胞增殖，影响胃癌患者的预后总之，PLOD家族基因参与了多种肿瘤的发生，影响了患者的预后。提出个别的PLOD基因或PLOD家族基因可能是PAAD潜在的预后标志物。
　　 随着对胰腺癌基因组学的大量研究，Kras、TP53、smad4和CDKN2A的高频突变已在20世纪90年代胰腺癌得到证实，并且与胰腺癌的发生和发展密切相关。胰腺癌中失活的抑癌基因包括TP53、P16/CDKN2A和SMAD4。在胰腺癌中发现的高频突变基因组变化导致显著的基因组不稳定性，并可能通过导致继发性或获得性化学抗性而限制了治疗的有效性，特别是损害靶向药物的有效性。发现PLOD家族基因的异常表达与tp53突变、KRAS突变和smad4胰腺癌突变显著相关。PLOD家族基因有可能成为这些高频基因突变的胰腺癌的治疗靶点。
　　 PLODs在PAAD生物学功能中的功能富集分析表明，这些基因主要参与了胶原合成和赖氨酸羟化反应。KEGG通路富含ecm受体相互作用，粘附位点富集，赖氨酸降解。胶原蛋白是细胞外间质的主要成分之一，赖氨酸残基的羟基化是胶原生物合成的关键步骤。增加胶原沉积和交联通过促进癌细胞迁移、侵袭和增殖而促进癌症的发展和进展。另一项研究发现，胰腺癌的侵袭与ECM密切相关。因此认为PLOD家族基因与胰腺癌的恶性血压有关。
　　 胰腺癌的异型免疫特性显著影响胰腺癌患者的生存。一方面CD8细胞、溶血性CD8细胞、调节性t细胞、成熟树突状细胞和巨噬细胞的数量在胰腺癌长期存活的患者中较高。另一方面，肿瘤周围b淋巴细胞亚群增多，CD20和CD3基质增生，形成第三级淋巴组织。TLT具有较强的抗肿瘤作用，有良好的生存特性和生存优势。因此不同PLOD基因表达水平的各种免疫细胞的浸润率。结果发现plod1和plod2与CD8t细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞密切相关。以前的研究发现中性粒细胞对纤维连接蛋白的粘附可以刺激羟赖氨酸的释放进入细胞外环境，但对中性粒细胞分泌其他氨基酸没有影响。羟赖氨酸是PLOD的产物，PLOD的异常表达影响附着细胞的形态和细胞骨架。此外，成熟的人中性粒细胞的第二和第三级颗粒含有与细胞外间质相互作用和降解的蛋白质。在TME中中性粒细胞影响其他类型细胞的激活状态，如CAFs和t细胞。例如，第三级颗粒可以释放精氨酸酶，诱导CD3ζ的下调，同时抑制cd3介导的t细胞的激活和增殖。虽然专家发现plod1-2和CD8t细胞之间存在正相关，但是第三级颗粒胰腺癌表现出非常复杂的免疫景观的主要特征。大多数胰腺癌形成免疫抑制性微环境，限制了抗肿瘤t细胞的侵袭。此外，肿瘤内CD8t和CD4t的联合浸润而不是单独CD4或CD8t是独立的PDAC组织的预后指标
　　 发现PLODS家族基因与RalA显著相关。在多种恶性肿瘤中，RalA信号通路被过度激活，癌症干细胞中的RalA激活明显高于分化的癌细胞。胰腺癌的shRNA抑制RalA，减少体外非贴壁生长和体内皮下生长。此外，RalA是整合素依赖性膜筏运输和生长信号调控的关键决定因素，而且RalA在胰腺癌中优先被激活，在其中起着核心作用。此外，KRAS突变可以通过RalGEF-Ral信号通路持续激活RalA，促进胰腺癌细胞的增殖、迁移和转移。由于PLOD1、2和3的酶活性对细胞外基质的组成和结构有显著影响，而且RalA与细胞外基质中的PLODs呈正相关，假设PLODs和RalA通过修饰细胞外基质而协同参与RalGEF-Ral信号转导级联调节细胞的增殖和迁移，但仍需进一步研究。
　　 这是第一个关于PLOD家族基因对PAAD患者预后价值的报告。研究提供了一个关于PLOD家族基因表达与胰腺癌预后相关性的完整报告，这使得这项研究更具有说服力。当然，这项研究也有其局限性。预后研究主要基于来自TCGA和GEO数据库的PAAD患者队列。虽然实验室实验研究与数据库中的信息一致，但是需要更多独立的PAAD患者群来验证专家的发现。此外，索托拉西布在许多类型的人类恶性肿瘤中都有作用，但在研究中，plod3在胰腺癌中表达不一致，但是与胰腺癌患者的预后没有显著的相关性。此外已初步阐述了PLOD家族基因在胰腺癌胰腺癌微环境和免疫侵袭中的作用，但尚未研究基质结构和代谢，如缺氧和糖酵解对胰腺癌免疫环境的影响。PLOD家族基因的组合可能是评估和诊断胰腺癌的一个极好的指标。专家预测PLOD家族基因可能通过ralge信号通路促进胰腺癌的增殖、迁移和转移。