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第一部分 乳腺癌组织中JAM2的表达情况和临床相关性的研究目的:我们使用了多个生信数据库,并且结合临床标本和乳腺癌细胞系,对JAM2的表达水平以及临床相关性进行了探索,并且验证JAM2的表达是否受到DNA甲基化的调控。方法:CCLE,GTEx,METABRIC和TCGA等多个数据库均被用来探索了JAM2在乳腺癌中的表达情况,并且分析其在乳腺癌中的诊断和预后价值,并且使用Meta分析验证JAM2的表达对乳腺癌患者总生存率的分层效果。Western blot技术用来验证乳腺癌和癌旁的蛋白水平表达差异。使用5-氮杂胞苷特异性抑制乳腺癌细胞系中的DNA甲基转移酶,随后RT-q PCR用来检测m RNA水平的变化。结果:1.通过我们的研究发现JAM2在乳腺癌组织中明显下调,并且分别通过两种算法分析JAM2表达在正常乳腺组织和乳腺癌组织相关的曲线下面积(AUC),通过逻辑回归和随机森林两种算法计算出TCGA队列的AUC分别为0.929和0.887,说明JAM2具有良好的临床诊断价值,单因素和多因素分析后发现,JAM2是乳腺癌的一个独立的预后影响因素(HR=1.88,P=0.004)。2.Pearson相关性分析发现,JAM2的表达量和DNMT1(r=-0.12,P<0.01)、DNMT3B(r=-0.14,P<0.01)和EHMT2(r=-0.19,P<0.01)DNA甲基转移酶的表达呈明显负相关性,在使用5-氮杂胞苷特异性抑制DNA甲基转移酶之后,JAM2处理组和对照组相比,JAM2 m RNA水平有明显的增加,说明JAM2在乳腺癌中低表达部分原因是受到DNA甲基化的调控。结论:1.JAM2在人乳腺癌中明显下调的部分原因是受到DNA甲基化的调控。2.单因素和多因素分析,JAM2的m RNA表达是乳腺癌的一个独立的预后因素(HR=1.88,P=0.004),并且通过Meta分析在多个数据库中进行了验证,提示JAM2可以作为预后的独立预测指标。第二部分 JAM2在乳腺癌中相关功能和机制的研究目的:探讨JAM2在乳腺癌中对乳腺癌细胞侵袭,迁移及化疗药物敏感性的作用及机制。方法:使用RT-q PCR和Western blot技术在分子和蛋白水平对相关标志物的变化进行检测,划痕实验和Transwell检测细胞的迁徙和侵袭能力,流式细胞仪对细胞周期和凋亡进行检测,CCK-8实验检测细胞活力和化疗药物敏感性。通过基因芯片和生物信息学方法对JAM2过表达的RNA-seq数据进行分析,并且我们通过机器学习的算法对药物敏感性进行预测,最后使用液相芯片技术,研究了JAM2对肿瘤微环境的潜在影响。结果:通过对数据库的分析,我们发现JAM2的表达量在远处复发肿瘤中明显低于原发灶肿瘤。划痕实验显示JAM2过表达之后显著抑制MB231,BT549,MCF7和T47D的细胞迁移,在后续的Transwell实验中进一步验证了JAM2过表达之后对乳腺癌细胞侵袭和迁移能力的影响。Western blot实验结果也显示,JAM2过表达之后EMT相关蛋白Vimentin,EZH2降低,然后EMT进程抑制蛋白E-cadherin蛋白水平增加。通过RNA-seq测序和机器学习算法的结合,我们预测出了JAM2过表达之后可能增敏的化疗药物,并且通过实验验证发现JAM2过表达可以增敏乳腺癌细胞对Doxorubicin的反应,并且我们在后续的实验中发现,这可能与JAM2过表达可以增加BAX和抑制BCL-2从而导致乳腺癌细胞凋亡相关。然后我们通过Western blot实验发现JAM2可以通过增加ATF3的表达,从而抑制FN1,抑制EMT的进程。最后,通过液相芯片技术,与空载对照组相比,我们发现JAM2过表达细胞系的细胞上清中有更多的肿瘤趋化因子CXCL9/CXCL10,因此这可能是JAM2影响肿瘤免疫微环境的潜在机制。结论:1.JAM2通过抑制EMT相关通路抑制乳腺癌细胞的侵袭和迁移;2.JAM2过表达可以增加BAX和抑制BCL-2从而导致乳腺癌细胞凋亡,从而增敏MB231细胞对doxorubicin的反应;3.JAM2可以通过增加ATF3的表达,从而抑制FN1,从而抑制EMT的进程;4.JAM2可以增加趋化因子CXCL9/CXCL10的表达和分泌,从而影响免疫微环境。第三部分 JAM2与免疫相关风险评分的关系研究目的:乳腺癌患者在总生存期方面表现出明显的异质性。目前的评估模型不足以准确预测患者的预后,并且缺乏预测治疗反应的模型。我们因此想构建一个可以准确判断乳腺癌患者预后和治疗反应的免疫风险评分的模型,并讨论JAM2与免疫风险评分的关系。方法:我们评估了各种免疫细胞和乳腺癌之间的关系,证实了免疫浸润和乳腺癌进展之间的关联。不同的生物信息学和统计学方法相结合,构建了一个强大的免疫浸润相关的基因标签,用于预测预后和对免疫疗法和化疗的反应。此外,基于基因标签和临床病理特征构建了一个新的nomogram图,以改善风险分层和量化个体患者的风险评估。结果:我们构建了一个由15个基因组成的免疫浸润相关基因标签。患者的免疫浸润相关风险评分(IRS)可根据基因表达情况进行评估。IRS越高,说明患者的预后越差,对免疫治疗不甚敏感。我们也发现JAM2与IRS呈明显的负相关性,提示JAM2高表达患者具有较好的预后和更佳的免疫治疗敏感性。最后,我们构建了一个包含临床病理特征,IRS和JAM2的新的nomogram图,以改善乳腺癌患者的个性化管理和精准治疗。结论:我们的研究可能有助于优化乳腺癌的生存风险分层和个性化管理。