论文部分内容阅读
前列腺癌(Prostate Cancer,PCa)是现阶段老年男性的常见疾病,在我国,社会和经济的发展使得人口出现老龄化,随着生活环境的变化,前列腺癌的发病率也逐年增加。前列腺特异抗原(Prostate Specific Antigen,PSA)作为前列腺癌的单一检测指标,特异度低,灵敏度低,早期诊断率较低,预后较差,很大一部分病人就诊时已失去手术最佳时机,死亡率较高。目前,许多学者都对前列腺癌生物标志物进行过研究,但不同实验室和不同研究者,选择不同的基因,采用研究方法也不尽相同,结果亦不相同,甚至出现相矛盾的结论,因此,亟需寻找用于前列腺癌早期诊断以及预后判断的潜在生物标志物。本研究通过Meta分析对临床研究已有的前列腺癌生物标志物研究结果进行系统定量的综合分析,筛选出前列腺癌特异敏感的标志物;并在基因表达综合库(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库中对关于前列腺癌的相关数据集进行研究,通过R语言对数据集进行筛选,获得新的与前列腺癌相关的潜在标志物,并为前列腺癌的诊断、预后和治疗提供更准确的参考依据;最后,通过实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qPCR)对筛选出的标志物在血液和尿液中进行实验验证,以期找到适用于临床诊断及预后的前列腺癌血液和尿液生物标志物。结果如下:1、通过计算机检索PubMed、Embase、Web of Science和中国知网、万方等数据库搜集临床上已发表的与前列腺癌相关的生物标志物的文章,研究与前列腺癌诊断相关的同一生物标志物的文章数量不低于10篇(包含10篇)方可进行Meta分析,根据Meta分析文献纳入排除标准对文章进行筛选并从中提取相关资料,通过R语言进行Meta分析并利用GEO数据库最新数据集GSE69223、GSE55945、GSE45016 及基因表达谱数据动态分析(Gene Expression Profiling Interactive Analysis,GEPIA)在线工具对筛选出的标志物进行验证,最终确定 AMACR、P53(TP53)、KI67(MKI67)、PCA3、GSTP1均可作为前列腺癌诊断生物标志物,其中PCA3和GSTP1为前列腺癌的最优诊断生物标志物,P53(TP53)可以用于前列腺癌预后。2、通过R语言对GEO数据库中GSE69223、GSE55945、GSE45016三个芯片数据集进行数据下载,芯片质量评估,背景校正,标准化处理及数据分析,以|log2 fold change(FC)|≥1.0和P<0.05作为前列腺癌与正常组织的差异表达基因(Differential Gene,DEGs)筛选条件,GSE69223数据集筛选得到DEGs共787个,其中上调基因354个,下调基因433个;GSE55945数据集筛选得到DEGs共1617个,其中上调基因80个,下调基因1537个;GSE45016数据集筛选得到DEGs共652个,其中上调基因30个,下调基因622个。利用STRING在线工具和Cytoscape软件对差异基因进行蛋白互作网络分析并进一步筛选得到关键基因,其中数据集GSE69223筛选出的关键基因有EGF、SNAI2、WNT5A、ITGA1、BMP4、FOXA1,数据集 GSE55945 筛选出的关键基因有PIK3R1、AGT、ITGA、LPAR1、ANXA1,数据集 GSE45016 筛选出的关键基因有STA T3、IL6、JUN、LPAR1、CXCL8、CXCL1。基因与基因组京都百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析和基因本体数据库(Gene Ontology,GO)功能富集分析显示这些关键基因主要参与GPCR介导的信号通路、蛋白多糖介导的信号转导和糖皮质激素受体信号通路等,同时涉及信号转导、细胞生长和免疫应答等功能,综合三个数据集的筛选结果,选择其共有基因ITGA1和LPAR1作为前列腺癌相关的潜在生物标志物。利用GEPIA在线工具和Oncomine数据库对关键基因进行差异表达验证及生存分析,结果显示,ITGA1和LPAR1在前列腺癌组和正常组中具有表达差异,可以作为前列腺癌诊断的潜在生物标志物,但不适用于预后。3、运用实时荧光定量PCR技术对Meta分析和GEO数据库筛选出的前列腺癌生物标志物AMACR、P53(TP53)、KI67(MKI67)、PCA3、GSTP1、ITGA1和LPAR1在血液和尿液中进行实验验证,结果显示,这些生物标志物在前列腺癌患者和正常对照者之间均存在表达差异,它们均可作为前列腺癌诊断的潜在血液、尿液生物标志物且PCA3的特异性较强。