基于生信方法对头颈部喉鳞癌免疫相关分子和跟腱发育功能基因的鉴定与分析

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chifelonh
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第一部分:头颈部喉鳞癌是一种高度异质性和高度侵袭性的恶性肿瘤,进展快,致死率高,严重危害人类健康。目前头颈部喉鳞癌治疗面临的难题主要有:(1)不同患者对同一药物治疗的敏感性不相同:对患者不适合的治疗药物将会造成原发性或继发性耐药,从而贻误最佳治疗时机;(2)缺乏有针对性的治疗方案:免疫治疗最近在晚期头颈部喉鳞癌患者治疗中取得突破性进展,但只有部分患者能从中获益,且免疫药物十分昂贵。寻找新的分子治疗靶点可解决患者的耐药性问题;而准确预测患者的死亡风险对治疗方案的选择尤为关键。因此,本研究拟从上述两种解决方案出发,(1)鉴定头颈部肿瘤免疫相关关键基因,判断靶点相关的小分子化疗药物。为制定精确定制化治疗方案提供理论基础和提供新的分子标志物;(2)构建预后标志物和临床信息结合的Normal预测模型,为准确预测头颈部喉鳞癌患者的死亡风险提供预测工具。研究方法:分别从TCGA和GEO数据库下载头颈部喉鳞癌患者的RNA测序数据。GEO数据首先进行差异基因的鉴定,通过ss GSEA免疫浸润分析算法得到肿瘤与正常样品中差异显著的免疫细胞,作为WGCNA临床性状数据,鉴定出与性状最相关的基因子集,与差异基因取交集。在线数据库STRING和JAVA软件Cytoscape用于构建蛋白质-蛋白质相互作用网络,筛选Hub基因。在数据库DGIdb()中分析Hub基因与化疗药物的连接关系,用于分析免疫相关Hub基因与多种化疗药物治疗反应的关系。将有完整生存信息的TCGA数据作为构建预后模型的数据集。利用Cox回归分析和Lasso回归分析得出的结果用于预测模型的构建。接收者操作特征曲线下面积AUC、预后模型矫正曲线、Normal列线图和P值用于评估预后模型的预测能力。Kaplan-Meier分析和logrank检验用于评价单个因素对预后的影响。结果表明:1.头颈部喉鳞癌免疫相关基因CILP、OGN、PIP、PLA2G2A、TFF3组成的预后标志物,将作为全新的理论基础提供给头颈部喉鳞癌的精确治疗。其中PIP、TFF3和PLA2G2A作为靶点与头颈部喉鳞癌化疗药物敏感性密切相关,是一种潜在的预测头颈部喉鳞癌药物敏感性和临床治疗中的分子标志物。2.头颈部喉鳞癌关键基因CTSK、DAB2、TMEM119组成的预后标志物,以及结合该预后标志物与临床信息构建的Normal预后模型,可以有效预测头颈部喉鳞癌患者的死亡风险。CTSK、DAB2、TMEM119在肿瘤细胞都为高表达,并且与头颈部喉鳞癌预后显著相关,是治疗头颈部喉鳞癌的潜在靶点,在低风险分组中的患者,B cell naive、T cell CD8、T cell follicular helper、NK cell activated、Macrophages M2、Neutrophils等免疫细胞表达更加活跃,可作为新的喉鳞癌治疗思路。第二部分:甲状腺相关疾病极少被认为与肌腱疾病和肌腱撕裂有关,但近几年来,越来越多的证据表明甲状腺疾病参与了特发性的肌腱疾病。而在生长发育过程中,甲状腺功能对跟腱的发育与力学性能的影响目前还鲜有研究。目的是明确甲状腺功能相关基因Thrβ和Thrsp与跟腱力学性能,组织学形态的相关性,证实甲状腺功能对跟腱的发育存在潜在影响。方法是利用生物信息学分析不同发育阶段大鼠跟腱的基因表达谱,筛选得到甲状腺功能相关的基因Thrβ和Thrsp;选取不同生长发育阶段(28日龄,42日龄和56日龄,70日龄的雌性,每个阶段6只)SD大鼠跟腱,拉伸试验测定其力学性能;苏木精-伊红染色法结合形态计量学进行组织学评价;荧光定量PCR方法测定Thrβ和Thrsp基因的表达量;最后相关性分析判断跟腱中Thrβ和Thrsp基因的表达量与跟腱力学性能和组织学形态之间的联系。结果表明:随着大鼠的生长发育,其跟腱组织的最大载荷、最大拉伸长度和刚度到达最高点后不再显著变化,跟腱的这些力学性能可能与组织内胶原纤维的含量、种类及排列方式等有关;且大鼠不同生长阶段跟腱中Thrβ和Thrsp基因的表达与跟腱的力学性能与组织学评分存在显著的相关性。该结果提示甲状腺激素对跟腱的发育具有重要作用,有望对跟腱的损伤修复产生新的治疗思路。
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