筛选与探讨乳腺癌的关键生物标志物及预后价值.pdf

筛选与探讨乳腺癌的关键生物标志物及预后价值王 欢沈 平宋哲瑶王星云姜 莹崔荣军(.牡丹江医学院生物化学与分子生物学教研室黑龙江 牡丹江.中国人民解放军联勤保障部队第九六一医院检验病理输血科黑龙江 齐齐哈尔)摘要:目的 基于生物信息学方法筛选乳腺癌的关键生物标志物并分析其预后价值 方法 利用 和 数据库筛选乳腺癌的共有差异表达基因 数据库对差异基因进行 和 富集分析单因素和多因素 分析获得具有显著预后价值的基因利用 在线工具对关键基因进行病理特征分析 结果 从 和 数据库中分别获得 和 个差异基因通过共表达分析得到 个共有的差异表达基因单因素和多因素 回归分析中发现 和 在乳腺癌中具有独立预后价值临床病理特征分析结果显示 和 在乳腺癌组织中的表达与其患者的性别、分期、淋巴结转移、突变等均有显著差异 结论 和 可作为关键生物标志物影响乳腺癌的发生和发展关键词:乳腺癌生物标志物生物信息学中图分类号:.文献标识码:文章编号:()基金项目:牡丹江医学院博士启动基金项目()作者简介:王欢()女硕士研究生研究方向:恶性肿瘤关键分子筛选与鉴定 通讯作者:崔荣军副教授研究方向:恶性肿瘤关键分子筛选与鉴定 ():.:乳腺癌()是女性最常见的癌症之一也是全世界癌症死亡的主要原因研究数据显示 年全球新确诊女性乳腺癌 万累计在全球女性癌症中的发病率为.其中.发生在发展中国家位居女性癌症的首位死亡率 人数高达 万被称为女性“头号杀手”中国女性乳腺癌发病率及死亡率在世界范围内相对较低但是由于人口基数大发病人数及死亡人数均居世界首位 目前乳腺癌的治疗方法虽较为成熟如手术治疗、放射治疗、化学治疗和靶向治疗等早期治愈率可达 然而中国女性乳腺癌的发病率和死亡率仍呈上升趋势 因此继续寻找乳腺癌的早期生物标志物显得尤为重要在本研究中我们利用 和 数据库筛选乳腺癌的差异基因通过 和 富集分析预测差异基因的生物学作用然后对差异基因进行单因素和多因素 回归分析筛选与乳腺癌预后显著相关的关键生物标志物最后利用 在线工具对 和 进行临床病理特征分析 年 月 牡丹江医学院学报 第 卷 第 期 材料与方法.材材料料 癌症基因组图谱()数据库(:/./)中获取乳腺癌及癌旁组织的转录组表达数据和临床信息数据其中包括乳腺癌组织 例癌旁组织 例 基因表达综合数据库()(:/./)中检索关键词“”选取到乳腺癌相关数据集 共包含乳腺癌组织 例正常组织 例.方方法法 分析乳腺癌中的关键生物标志物及预后意义.差异基因的筛选 数据库乳腺癌差异基因的筛选:利用 语言将转录组的基因表达矩阵的“”转换为“”利用 语言“”包对基因表达矩阵进行差异分析(筛选条件:.)并 绘 制 热 图 数据集差异基因的筛选:利用 分析乳腺癌组织与正常组织的差异基因去除重复和缺失探针名称的基因后将.和 条件下得到的基因设为差异基因并绘制火山图将 和 数据集的差异基因进行交集获得两者共有的差异基因并绘制韦恩图(:/./).差异基因的富集分析为预测差异基因的生物学功能利用 数据库(:/.)进行 和 富集分析.设定为筛选标准将富集显著的前十条通路进行可视化绘制圈图.单因素和多因素 回归分析为预测差异基因在乳腺癌中的预后价值我们利用单因素 回归分析获取与乳腺癌预后显著相关的基因并利用森林图进行可视化.关键生物标志物的病理特征分析为进一步预测关键基因的临床应用价值利用 在线工具分析 和 的病理特征包含基因的表达、性别、年龄、分期、淋巴结转移、突变等.统统计计学学方方法法 所有的统计分析均通过 软件(:/./.)和 软件(:/./.)完成 单因素和多因素 回归分析筛选与生存相关的差异基因和与生存相关的独立预后因子 视为有统计学意义 结果.基基于于 和和 数数据据库库筛筛选选乳乳腺腺癌癌中中的的差差异异表表达达基基因因 在 数据库中筛选的乳腺癌差异表达基因共包含 个其中高表达的基因有 个低表达的基因有 个(图)数据库选取的乳腺癌数据集 中差异表达基因共包含 个其中高表达 个低表达 个(图)将两个数据库中的差异基因进行交集绘制韦恩图结果发现 和 数据集中共包含 个共有的差异表达基因(图)图 乳腺癌组织关键基因的差异分析 注:热图表示 数据库中的差异基因:火山图表示 数据集的差异基因:韦恩图表示 和 数据集中共同表达的差异基因.和和 富富集集分分析析 为预测 个差异基因的生物学作用对差异基因进行 和 富集分析 富集分析的结果显示在生物进程中这些基因主要与血压调节、脂质代谢、甘油三酯生物合成等显著有关(图)在细胞成分中这些基因主要与质膜、受体复合物、内质网有关(图)在分子功能中主要与肝素结合、整合素结合、蛋白质同二聚体活性等有关(图)通路富集分析的结果显示这些基因主要富集在 信号通路、脂肪分解、信号通路等(图)年 月 牡丹江医学院学报 第 卷 第 期 图 和 富集分析 注:富集分析的前 条通路富集情况(:生物学进程:细胞成分:分子功能):富集分析的前 条通路富集情况.单单因因素素和和多多因因素素 回回归归分分析析 进一步筛选乳腺癌的差异基因单因素 回归分析的结果显示在 个差异基因中 个基因(、)与乳腺癌的预后显著相关(图)接下来我们进行多因素 回归分析结果显示 和 在乳腺癌中具有独立的预后价值(表)(.)图 单因素 回归分析获取乳腺癌的关键基因表 多因素 回归分析获得的关键基因基因 相关系数.在在乳乳腺腺癌癌中中的的病病理理特特征征分分析析 进一步预测 在乳腺癌的临床应用价值 结果显示与癌旁组织相比 与乳腺癌的表达(图)、性别(图)、年龄(图)、分期(图)、淋巴结转移(图)、突变(图)均呈负相关().在在乳乳腺腺癌癌中中的的病病理理特特征征分分析析 进一步预测 在乳腺癌的临床应用价值 结果显示与癌旁组织相比 的表达与乳腺癌的表达(图)、性别(图)、年龄(图)、分期(图)、淋巴结转移(图)、突变(图)均呈正相关(.)年 月 牡丹江医学院学报 第 卷 第 期 图 与乳腺癌的临床病理特征分析注:基因表达:性别:年龄:分期:淋巴结转移:突变图 与乳腺癌的临床病理特征分析注:基因表达:性别:年龄:分期:淋巴结转移:突变 讨论近年来乳腺癌的发病率逐渐趋于年轻化 研究发现在亚洲 岁以下的年轻女性患乳腺癌的风险约达 且与年龄较大的女性相比其发病更为严重 因此寻求乳腺癌的早期生物标志物仍是一个亟需解决的问题本研究中我们利用 和 数据库筛选出乳腺癌中共同表达的差异基因有 个利用 和 富集分析进一步分析这些差异基因的生物学功能我们发现这些基因主要与内质网、脂质代谢、信号通路等相关 已有研究表明参与脂肪酸合成和氧化的关键酶在乳腺癌细胞的增殖、侵袭和转移中起关键作用并可通过影响肿瘤细胞 年 月 牡丹江医学院学报 第 卷 第 期 的活性抑制乳腺癌的增殖、侵袭和转移 接下来利用单因素和多因素 分析进一步筛选乳腺癌的关键基因结果发现 和 在乳腺癌中具有独立的预后价值 属于 家族与促进炎性肿瘤微环境有关 有研究表明血清 是肺癌、卵巢癌和黑色素瘤转移的标志物 我们的结果首次发现 的表达与乳腺癌良好的预后显著相关在临床病理特征分析中我们发现 与乳腺癌的性别、年龄、分期、淋巴结转移、突变等均呈负相关 过去的研究发现 可与 蛋白的 端结合其相互作用可抑制某些恶性肿瘤中 介导的细胞凋亡 是一种正常表达于胃黏膜的小多肽在消化系统肿瘤中可促进上皮细胞的愈合并抑制肿瘤的发生 是三叶因子家族中富含半胱氨酸的小分泌蛋白其在雌激素的控制下通常表达于乳腺癌细胞 近年来的研究发现 与胃癌、肝癌、结直肠癌等多种恶性肿瘤显著相关并参与肿瘤细胞的增殖和转移 在本研究中我们发现 的表达与乳腺癌的不良预后显著相关 已有研究表明 在 乳腺癌患者中的表达较高该结论与我们的研究一致 然而有一些研究证明 与乳腺癌的更好预后有关该观点存在争议还需进一步研究讨论 另外我们通过临床病理特征分析发现 与乳腺癌的性别、年龄、分期、淋巴结转移、突变等均呈正相关 等人发现 可通过下调 激活 蛋白表达和转录活性从而影响胃癌的发生和发展综上所述 的高表达和 的低表达可以抑制乳腺癌的发生和发展与患者更好的预后显著相关 然而我们不得不承认当前的研究仍存在一些局限性如 蛋白如何调控乳腺癌细胞的增殖和转移 在之后的研究中我们还需进一步探讨 和 在乳腺癌中的调控机制以更好地证明 和 在乳腺癌中的生物学作用参考文献 .:():.:?.()():.张雪董晓平管雅喆等.女性乳腺癌流行病学趋势及危险因素研究进展.肿瘤防治研究():.杨阳张健李爱东.早期乳腺癌的诊断及治疗进展.现代生物医学进展():./.():.:.():.:.():.():.:.():.():.王淼王欣宇李鸿铭等.脂质代谢在乳腺癌发病中的作用.生物化学与生物物理进展():.()():.():.:.():.():.()():.():.():.:():.(下转 页)年 月 牡丹江医学院学报 第 卷 第 期 样本招募和更多的区域控制设计更加严谨的研究方案以得到更加精确的结论 其次我们的研究只涉及了 基因位点而没有对其他位点进行分析和探讨这可能会影响到我们对 基因整体影响的判断 因此在后续的研究中我们需要对 基因的其他位点进行分析以更全面的了解 基因在卒中后抑郁中的作用虽然存在上述不足但我们仍然为皖南地区汉族人群中 基因多态性与卒中后抑郁的关联分析所取得的成果感到高兴 在未来的研究中我们希望能够进一步优化研究方案克服不足之处 同时我们也将继续关注 基因在卒中后抑郁中的作用进一步探究其在 中的作用机制为卒中后抑郁的早期诊断和治疗提供更加可靠的科学依据参考文献 .():.:.():.:.():.:.():.:.():.:.():.():.:.():.().():.():.:.():.:.():.():.():.():.:.():.:.():.():.():.(收稿日期:本文编辑:郭丽双)(上接 页).():.(.)():.().():./:.():.():.(收稿日期:本文编辑:郭丽双)年 月 牡丹江医学院学报 第 卷 第 期