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背景:胃癌(Gastric carcinoma GC)是起源于胃黏膜上皮的恶性肿瘤,每年全球约有40万新发病例,中国约占42%,其发病率居我国各种恶性肿瘤之首,而总体5年生存率仅为25%。据2018年估计,胃癌导致了超过78万人死亡,在全球癌症死亡原因中排名第三,主要原因是晚期诊断。目前,手术切除是胃癌的主要治疗方式,但三分之二的胃癌患者确诊时已发生转移,因此,用于胃癌诊断和预后的生物标志物是非常必要的。众所周知,癌症的特征通常是细胞周期活动异常,这通常是由于上游或下游信号通路的突变或涉及细胞周期的蛋白编码基因的遗传损伤。而胃癌是微生物因子与环境和宿主因子复杂相互作用的结果,导致多种致癌和抑癌信号通路失调。本研究拟通过高通量基因表达数据库研究胃癌及正常组织的表达谱,分析胃癌中的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并分别对上下调基因进行功能富集分析及相互调控关系,以期发现GC诊断和预后的新生物标志物。
方法:在GEO数据库中检索并下载“Gastriccancer”相关的数据集;使用GEO2R分析基因表达谱,并绘制韦恩图获得DEGs;使用DAVID软件对DEGs进行功能富集分析和KEGG通路分析;使用STRING数据库构建蛋白质–蛋白质相互作用网络,并筛选出Hubba基因;使用miRDB网站进行miRNA靶基因预测;利用ProteinAtlas和Oncomine数据库分析潜在的功能基因在胃癌中的表达差异;最后,利用KEPLANMERIER数据库和UALCAN数据库分析潜在的功能基因对GC患者患者生存的影响。
结果:GEO筛选获得“gastriccancer”相关数据集GSE65801、GSE79973和GSE118916等,以adj.P≤0.05且差异倍数|logFC|≥2为筛选条件,获得了110个DEGs。功能富集分析显示,DEGs主要富集在ECM受体相互作用、消化、骨骼系统发育、胶原纤维组织、胶原蛋白、I型胶原蛋白和细胞外基质结构组成等方面。使用在线数据库STRING来分别构建上下调基因的蛋白互作网络,以MCC蛋白互作分数Score>1000来筛选出6个Hubba基因,分别是COL1A1、COL1A2、COL12A1、COL6A3、COL2A1和COL10A1,均属于collagen家族成员。继而利用miRDB预测核心基因的miRNA,发现hsa-miR-29a-3p、hsa-miR-29b-3p和hsa-miR-29c-3p可以同时调控COL1A1、COL1A2、COL6A3和COL2A1,且均属于hsa-miR-29家族成员。进一步使用Oncomine数据库分析核心蛋白在胃癌中的表达情况,发现collagen家族成员中COL1A1、COL1A2、COL12A1、COL6A3、COL10A1等均表达上调。生存分析发现COL1A1、COL1A2、COL12A1、COL6A3、COL2A1和COL10A1高表达患者预后差。
结论:本研究通过对胃癌患者芯片结果分析,发现collagen家族成员COL1A1、COL1A2、COL12A1、COL6A3、COL2A1和COL10A1等在胃癌中表达明显上调,并与胃癌患者的预后密切相关,是胃癌患者潜在的诊断标志物或治疗靶点。而miR-29家族成员可能参与COL1A1、COL1A2、COL6A3和COL2A1的异常表达调控,为进一步探索collagen的作用机制提供了新的思路。
方法:在GEO数据库中检索并下载“Gastriccancer”相关的数据集;使用GEO2R分析基因表达谱,并绘制韦恩图获得DEGs;使用DAVID软件对DEGs进行功能富集分析和KEGG通路分析;使用STRING数据库构建蛋白质–蛋白质相互作用网络,并筛选出Hubba基因;使用miRDB网站进行miRNA靶基因预测;利用ProteinAtlas和Oncomine数据库分析潜在的功能基因在胃癌中的表达差异;最后,利用KEPLANMERIER数据库和UALCAN数据库分析潜在的功能基因对GC患者患者生存的影响。
结果:GEO筛选获得“gastriccancer”相关数据集GSE65801、GSE79973和GSE118916等,以adj.P≤0.05且差异倍数|logFC|≥2为筛选条件,获得了110个DEGs。功能富集分析显示,DEGs主要富集在ECM受体相互作用、消化、骨骼系统发育、胶原纤维组织、胶原蛋白、I型胶原蛋白和细胞外基质结构组成等方面。使用在线数据库STRING来分别构建上下调基因的蛋白互作网络,以MCC蛋白互作分数Score>1000来筛选出6个Hubba基因,分别是COL1A1、COL1A2、COL12A1、COL6A3、COL2A1和COL10A1,均属于collagen家族成员。继而利用miRDB预测核心基因的miRNA,发现hsa-miR-29a-3p、hsa-miR-29b-3p和hsa-miR-29c-3p可以同时调控COL1A1、COL1A2、COL6A3和COL2A1,且均属于hsa-miR-29家族成员。进一步使用Oncomine数据库分析核心蛋白在胃癌中的表达情况,发现collagen家族成员中COL1A1、COL1A2、COL12A1、COL6A3、COL10A1等均表达上调。生存分析发现COL1A1、COL1A2、COL12A1、COL6A3、COL2A1和COL10A1高表达患者预后差。
结论:本研究通过对胃癌患者芯片结果分析,发现collagen家族成员COL1A1、COL1A2、COL12A1、COL6A3、COL2A1和COL10A1等在胃癌中表达明显上调,并与胃癌患者的预后密切相关,是胃癌患者潜在的诊断标志物或治疗靶点。而miR-29家族成员可能参与COL1A1、COL1A2、COL6A3和COL2A1的异常表达调控,为进一步探索collagen的作用机制提供了新的思路。