基于生物信息学对肾透明细胞癌预后相关枢纽基因的探索

来源 :大连医科大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zx2353
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背景与目的:肾透明细胞癌(Clear cell renal cell carcinoma,ccRCC)是肾细胞癌(Renal cell carcinoma,RCC)中最为常见的病理类型,也是泌尿系统中最常见的恶性肿瘤之一。ccRCC发病率高、预后差,而且由于ccRCC早期症状不明显,缺少准确的诊断标志物,患者的早期检出率较低。故迫切的需要寻找新的生物标志物用于ccRCC的诊断、预后判断及个体化治疗。通过对GEO和TCGA数据库中ccRCC组织和癌旁组织的转录组表达谱数据进行生物信息学分析,筛选出ccRCC相关的枢纽基因,明确枢纽基因在ccRCC中的表达情况及其临床意义,为ccRCC的诊断和临床靶向治疗的转化提供理论基础。方法:通过GEO数据库获取两组ccRCC癌组织和癌旁组织的转录组表达谱,利用R软件获取ccRCC的差异表达基因,通过GO注释和KEGG通路富集分析获取ccRCC中差异基因参与的主要生物过程、细胞成分等。蛋白互作网络分析得到候选的枢纽基因,并将这些候选枢纽基因在TCGA数据库中验证其表达情况,分析其在不同临床参数亚组的表达情况。生存分析筛选出与ccRCC预后不良相关的枢纽基因。随后通过R软件绘制枢纽基因的ROC曲线并分析两两基因间的相关性,来评价枢纽基因在ccRCC中诊断的可能性和基因两两之间的相互作用。最后通过人类蛋白质图谱数据库中有代表性的病理和正常肾组织切片验证枢纽基因在正常肾组织和肾癌组织中的表达水平及部位。结果:1.通过对GEO数据库的数据处理,得到ccRCC差异表达的候选枢纽基因,并对候选枢纽基因在TCGA数据库中进行表达验证,通过与临床数据结合,发现CCNA2、TOP2A、DLGAP5、ASPM、BUB1B、KIF20A、TTK、CDCA8、TPX2和CEP55,这10个候选枢纽基因的表达在ccRCC癌组织中的表达明显增高。根据多种临床病理参数进行的亚组分析发现,ccRCC癌组织中候选枢纽基因的表达,与性别、肿瘤转移、临床分期和病理分级显著相关。2.对TCGA数据库中的临床数据进行生存分析,筛选出与ccRCC预后不良相关的TOP2A、KIF20A、CDCA8和TPX2四个枢纽基因。与低表达组相比,四个枢纽基因高表达组的OS和DFS明显缩短。随后,通过R软件绘制枢纽基因的ROC曲线并对其两两相关性进行分析,发现四个枢纽基因对ccRCC的预后诊断效能较强且基因的两两相关性较强,说明这四个枢纽基因在ccRCC中具有作为生物诊断标志物的潜力且可能在ccRCC发生发展过程中起着协同作用。3.通过HPA数据库中代表性的病理和正常组织切片验证枢纽基因在正常肾组织和ccRCC组织中的表达水平,发现四个枢纽基因都能够有效区分ccRCC癌组织和正常肾组织。结论:TOP2A、KIF20A、CDCA8和TPX2基因在ccRCC组织中的表达水平高于癌旁组织。同时,TOP2A、KIF20A、CDCA8和TPX2基因可以预测ccRCC患者预后并且具有作为ccRCC诊断生物标志物的潜力。最后,TOP2A、KIF20A、CDCA8和TPX2基因两两之间存在明显的正相关,在ccRCC发生发展中可能起到协同作用,具体机制仍需进一步探讨研究。
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