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肿瘤微环境是由肿瘤细胞与肿瘤基质组成,肿瘤基质主要包括细胞外基质与多种基质细胞。肿瘤实质与基质细胞自分泌或旁分泌大量的细胞因子,与相应受体相互作用,构建了肿瘤-基质互作交流网络。肿瘤-基质互作交流网络通过影响肿瘤微环境中各种细胞的生物学行为,调控肿瘤的发展过程。然而,由于现阶段大部分研究的临床标本来源于肿瘤实体组织,其异质性的细胞组成使得肿瘤-基质交流互作研究结果存在偏差;同时,由于微环境中肿瘤细胞与单一的基质细胞之间的交流分析掩盖了肿瘤细胞与整体基质之间的互作沟通,因此,通过分析定位更准确的肿瘤细胞与基质标本,以构建肿瘤细胞与整体基质之间的互作交流网络就显得非常必要。目的:通过对比显微切割方法获得的侵袭性乳腺癌与乳腺原位导管癌的高通量表达谱芯片数据,构建乳腺癌实质-基质互作网络;基于乳腺癌实质-基质互作网络,利用生物信息学方法筛选并验证乳腺癌侵袭转移相关的CCR7介导的生物学机制。方法:1、乳腺癌微环境实质-基质互作网络的构建:在GEO DataSets中筛选显微切割方法获得的侵袭性乳腺癌与原位癌标本来源的cDNA表达谱芯片数据集GSE35019,重构获得GSE35019’;利用R语言程序包Bioconductor分析芯片数据集GSE35019’,筛选差异表达基因;使用DAVID在线工具进行差异表达基因的GO分析与KEGG分析;利用cytoscape软件进行乳腺癌微环境实质-基质间互作网络的构建;利用高通量数据库TCGA和METABRIC筛选并鉴定乳腺癌侵袭转移有关的细胞因子及其受体。2、CCR7介导的生物学机制探索:利用数据集GSE35019及cBioPortal数据库进行CCL19、CCL21与CCR7的相关性分析;使用Oncomine数据库进行CCR7在正常乳腺与乳腺癌中芯片表达水平分析;利用数据集GSE35019进行CCR7高、低表达组的GSEA分析;免疫组化分析CCR7、E-cadherin和Vimentin在乳腺癌组织中的表达。结果:1、在GEO数据库中,搜索得到9个借助显微切割技术获得的人类乳腺癌基质与实质标本的芯片数据集,重构GSE35019获得数据集GSE35019’;2、利用数据集GSE35019’,通过对比侵袭性乳腺癌与原位乳腺癌样本,R语言分析筛选获得乳腺癌实质差异表达基因1459个,基质差异表达基因1427个;GO分析与KEGG分析显示,实质差异表达基因GO-MF主要集中于蛋白结合、转录激活、整合素及胶原蛋白结合等,富集于谷胱甘肽代谢、Wnt信号、细胞因子-受体联络等通路;基质差异表达基因富集于整合素及胶原蛋白结合、细胞因子及受体活性、ECM结构成分等分子功能,以及上细胞因子-受体联络、细胞粘附分子、ECM-受体联络等通路;3、基于细胞因子-细胞因子受体联络通路、细胞粘附分子通路及ECM-受体联络通路,构建乳腺癌微环境实质-基质间互作网络,并筛选得到CCL19-CCR7、CCL21-CCR7、GH1-GHR、PDGFD-PDGFRB及VEGFC-FLT4/FDR五组互作基因对;TCGA及METABRIC数据库资料显示,五组互作基因对相关的10个基因:CCL19、CCL21、CCR7、GH1、GHR、PDGFD、PDGFRB、VEGFC、FLT4及FDR在乳腺癌样本中的表达与临床病理资料存在密切的相关性;4、GSE35019数据分析显示,CCR7与其配体CCL19及CCL21的表达之间存在明显的正相关(R>0.50,P<0.0001);cBioPortal数据分析显示,CCR7与其配体CCL19及CCL21的表达之间均具有正相关性(R>0.50);oncomine数据库信息显示,与正常乳腺相比,CCR7在乳腺癌中表达明显上调(P<0.0001);5、GSEA结果显示CCR7高表达组基因富集于IL6/JAK/STAT3、IL2/STAT5、TNFα、KRAS及mTORC1信号通路、E2F和MYC转录因子通路、炎症、干扰素及非折叠蛋白等应答通路,以及DNA修复、有丝分裂纺锤体、凋亡及EMT等相关细胞生物学行为;6、免疫组化结果显示,CCR7、E-Cadherin、Vimentin的表达与临床病理资料之间无相关性;CCR7的表达与E-Cadherin无相关性,与Vimentin的表达具有正相关性(P=0.029,R=0.392)。结论:1、基于显微切割的侵袭性乳腺癌和原位导管癌组织来源的表达谱芯片数据,成功构建乳腺癌实质-基质互作网络;2、与乳腺原位导管癌相比,侵袭性乳腺癌中肿瘤实质与基质间细胞因子互作交流方式变化明显;3、CCR7可能介导了乳腺癌中细胞凋亡、G2M检查点执行及IL6/JAK/STAT3通路联络等生物学行为;4、CCR7可能通过促进表皮-间质转化参与调控乳腺癌的侵袭转移过程。