基于生物信息学分析技术筛选胃癌预后标志物及构建SVM生存预警模型

来源 :石河子大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiaoxuepan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目的:利用基因表达公共数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)筛选获得具有预后价值的目的基因,并判断其作为胃癌预后标志物的可能性。应用支持向量机(Support Vector Machines,SVM)建立胃癌SVM生存预警模型,在术前指标中,找出预测胃癌患者术后生存时间的最优组合,并评估该模型预测胃癌患者术后生存时间的能力,为临床应用奠定基础。方法:(1)首先利用GEO数据库下载符合研究目的的基因表达数据谱GSE66229并对数据进行补缺和矫正。(2)然后使用以下方法筛选目的基因:差异表达基因分析、生存分析、单因素Cox回归分析、Lasso回归分析、最优子集回归分析(Best Subset Regression,BSR)和多因素Cox回归分析。(3)应用R语言软件进行SVM运算,构建术前最优胃癌SVM生存预警模型。(4)通过ROC曲线、生存曲线和Hosmer-Lemeshow拟合优度检验分析结果可视化——校准曲线,在肿瘤基因组图谱计划(The Cancer Genome Atlas Program,TCGA)及内部数据集中评估胃癌SVM生存预警模型预测胃癌患者术后生存时间的效能力。(5)采用实时定量PCR(Quantificational real time-PCR,q RT-PCR)、蛋白质印迹法和免疫组织化学等实验技术检测预后模型中的关键基因在胃癌组织中的表达水平;采用卡方检验和Fisher精确检验分析关键基因的表达与患者临床特征及预后之间的相关性。(6)经基因群富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)和CIBERSORT算法探索胃癌SVM生存预警模型中关键基因影响胃癌发生发展的机制。结果:(1)筛选获得潜在的胃癌预后标志物分别为α2型三磷酸腺苷酶(ATPase alpha 2,ATP1A2)、隐钙素2(Calsequestrin 2,CASQ2)、基质金属蛋白酶12(Matrix Metallopeptidase 12,MMP12)、联丝蛋白(Synemin,SYNM)、速激肽1(Tachykinin-1,TAC1)。(2)建立胃癌SVM生存预警模型:性别、年龄、Lauren分型、CASQ2、SYNM、亚洲癌症研究小组(Asian Cancer Research Group,ACRG)胃癌分子分型。该模型预测训练组、验证组、测试组胃癌患者预后的敏感性分别为89.86%、75.76%、78.67%,特异性分别为81.03%、40.58%、47.54%。(3)在内部、外部数据集中评估胃癌SVM生存预警模型,ROC曲线判断该模型的准确性的AUC分别为0.705、0.709;Kaplan-Meier法示高、低死亡风险组之间生存曲线不同且差异具有统计学意义(Log Rank P=0.003、Log Rank P<0.001)。Chi-square=8.952,P=0.346>0.05、Chi-square=5.917,P=0.657>0.05为内、外部数据集中Hosmer-Lemeshow拟合优度检验分析结果,说明当前模型和理想中的完美模型没有统计学差异,是可接受的。(4)根据q RT-PCR证实了在胃癌组织中CASQ2和SYNM的m RNA表达降低(P<0.05,P<0.001),并且蛋白质印迹法显示与胃癌组织相比,正常组织中CASQ2和SYNM的蛋白质表达量增加(P<0.05,P<0.001)。(5)免疫组织化学实验观察到CASQ2和SYNM在正常组织中弥漫性的细胞质染色,而在胃癌组织中大部分细胞质及细胞核未染色,少量组织中出现细胞质淡染的情况(χ~2=150.048,P<0.001;χ~2=136.433,P<0.001),且均与患者的与患者的Lauren分型、肿瘤的侵袭、淋巴结转移、远处转移、临床分期等临床特征及预后显著相关。(6)CASQ2和SYNM的m RNA高表达样本均富集在细胞外基质(Extracellular Matrix,ECM)受体相互作用、白细胞穿透迁移和TGF-β信号通路,并且均与CD4+的记忆T细胞、NK细胞、M0巨噬细胞和中性粒细胞等多种免疫细胞存在相关性。结论:本研究通过生物信息学分析获得ATP1A2、CASQ2、MMP12、SYNM、TAC1这五个基因,他们与胃癌患者预后相关,并且可能成为潜在的预后标志物,并且首次提出建立胃癌SVM生存预警模型可以从“基因-蛋白质-组织”三个层面进行评估:基因(ACRG胃癌分子分型)-蛋白质(CASQ2、SYNM)-组织(Lauren分型)三个层面的分别进行评估,这不仅有利于提示医疗工作者即时调整治疗方案,也有利于为胃癌患者制定独特的医疗计划,如最佳的术后放化疗方案和合理的复查时间。胃癌SVM生存预警模型中的CASQ2和SYNM可能通过ECM受体相互作用、白细胞穿透迁移和TGF-β信号通路影响着胃癌的发生及发展。除此之外,CASQ2、SYNM的m RNA高表达组中CD4+的记忆T细胞浸润丰富,而NK细胞、M0巨噬细胞、中性粒细胞等免疫细胞浸润匮乏,可能籍此改变免疫微环境而影响胃癌的发生与发展。
其他文献
目的:作为现阶段发病率最高的颅内原发性肿瘤,胶质瘤具有增殖速度快、侵袭性强、凋亡率低、患者预后较差且易复发等特点。β-谷甾醇(β-sitosterol,BS)是广泛存在于植物中的天然植物性甾体化合物,对癌症的预防与治疗、心血管保护、护肝、抗炎抗氧化、抗病毒和糖尿病治疗等均有成效。本课题旨在探讨BS对胶质瘤的抑制作用,进一步分析其作用靶点,为胶质瘤的治疗提供新的思路与见解。方法:体外实验:选取人脑星
学位
随着改革开放的深入,全面建成小康社会的要求下,城市社区居民的生活经济水平不断提高,社区居民的文化生活和精神生活也进入了新的发展阶段,对于社区公益服务的需求逐渐产生了更高的要求,需求从基本的生存、生活保障逐步扩展到环境、精神文化等多个层次,并且对于社区公益服务需求呈现出差异化趋势。进一步充分满足居民对于社区公益服务的需求,是政府在推进社区治理和社区和谐发展中面临的重要问题,社区公益服务的充分供给受到
学位
住户调查作为政府统计的重要项目,跟踪监测着城乡居民收入、消费、生活状况,是一项不可或缺的民生调查,也是社会各界关注的重点。随着统计信息化建设的发展,先进科学技术在统计调查中的应用越来越广泛,电子记账应运而生,为当今的住户调查注入了新动能。虽然电子记账为住户调查带来便利,但受主客观因素影响,住户调查数据结果常常被质疑,住户调查数据质量以及数据质量管理亟待提高。为更好地应对电子记账带来的挑战,掌握机遇
学位
目的:蜱虫作为媒介生物,通过叮咬将病原传播给野生动物、家畜或者人类并使其致病。蜱传病原的调查显示,在我国新疆是蜱传疾病种类最多的区域之一。近些年,通过宏病毒检测技术在蜱虫中发现许多的新型病毒,但对其生态学以及与人类的关系尚不清楚。本研究我们开展了新疆边境地区新现蜱传布尼亚病毒博乐蜱病毒1(Bole tick virus 1,BlTV-1)的生态学的调查研究和蜱咬住院患者感染新发蜱传布尼亚病毒的检测
学位
在我国不断推进“放管服改革”的大背景下,行政审批制度改革构成了国家行政机关为对其担负的职能进行转变的主要内容。工程建设项目行政审批作为行政审批中权力集中、流程复杂、所涉部门众多的审批事项,成为“放管服改革”中的“中坚力量”。2018年,国务院办公厅印发《关于开展工程建设项目审批制度改革试点的通知》,对工程建设项目审批制度改革提出了明确、有力的高要求。2019年,兰州市政府正式印发了《兰州市工程建设
学位
目的:肥胖后微小核糖核酸(microRNAs,miRNAs)表达失调与2型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus,T2DM)的发生发展密切相关。寻找差异表达的miRNAs并探究其调控机体糖代谢的作用机理,将为阐明肥胖诱发T2DM的分子机制提供理论依据。本研究通过芯片技术结合生物信息学方法,筛选并验证与受试个体血糖相关的miRNAs及其下游靶基因;饲养脂肪组织特异性敲除Dicer酶
学位
近年来我国的社会发展突飞猛进,随着人们物质生活条件的改善,大部分人逐渐开始追求精神品质,其中对音乐的欣赏要求逐渐提高,也逐步认识到音乐教育的重要性,这使得我国音乐发展面临了全新的挑战。要从当前高校的音乐教学出发,探索有利于我国音乐发展的课程理论及教学模式,为国家培养更多造诣深厚的音乐家。文章主要对高校音乐作曲理论课程教学中存在的问题以及教学模式的改革进行深入的分析,提出了作曲理论课程改革的方向以及
期刊
目的:顺铂(Cisplatin,CDDP)在肿瘤的治疗中应用广泛,但是其耳毒性作用因机制不清一直缺乏有效的预防和治疗措施。本研究以雄性C57 BL/6J小鼠为研究对象,探讨CDDP是否通过诱导氧化应激水平升高引起耳蜗血管纹毛细血管周细胞(Pericytes,PCs)线粒体途径的细胞凋亡,以及槲皮素(Quercetin,QU)是否通过抑制CDDP诱导的PCs凋亡调控耳蜗血管纹血迷路屏障(Blood
学位
当前,汽车产业迅猛发展,新技术的应用与突破使得传统汽车专业的人才培养模式已无法满足现代汽车行业发展的需求。产业学院是一种根据我国国情和高职院校办学实际而提出的新型人才培养模式。探索产业学院的汽车专业应用型人才培养模式,通过对已有高职院校产业学院建设取得的成果进行分析,基于“校政企行”协同合作,以“产业发展为牵引、行业需求为导向、职业能力为关键”的思路建立产业学院共同体,并从办学理念、培养模式、课程
期刊
目的:探讨GEFT-Rac1/Cdc42调控GSDMD信号通路对横纹肌肉瘤(Rhabdomyosarcoma,RMS)细胞焦亡及其生物学行为的影响。方法:(1)运用Western blot、qRT-PCR检测RMS细胞中Caspase-1、GSDMD等焦亡相关分子的表达情况。(2)运用Nigericin(焦亡激动剂)处理RMS细胞后,通过光镜及电镜观察、ELISA、流式细胞术检测RMS细胞中焦亡变
学位