基于生物信息学鉴定头颈鳞癌预后关键基因.pdf

医学理论与实践 年第卷第期 基于生物信息学鉴定头颈鳞癌预后关键基因温凌杜 张夏睿 温德口腔医院广东省深圳市 宝安中医院口腔科摘要 目目的的:鉴定头颈鳞癌()中具有预后价值的差异表达基因()方方法法:从、和 中筛选出三者间交叉的 通过、对 分别行富集分析和建立蛋白质蛋白质相互作用()网络 应用 的 插件筛选出 网络中的中央节点作为关键基因 通过 初步验证 关键基因的表达并行 生存分析筛出与 预后相关的关键基因 通过 对 中 的表达再次验证并行临床病理特征的相关性分析 结结果果:、和 中共筛选出 个三者间交叉的(和 .)多富集在细胞外基质组织、受体相互作用和癌症通路等条目(.)同时构建出含 个节点和 个连线的 网络(.)筛选出 网络中的 个中央节点作为关键基因(.)并且均为表达上调 通过 分析显示 个关键基因在 中均表达上调(.)但其中仅、和 的表达与 患者的总生存期相关(.)通过 分析显示 在 中表达上调(.)并与患者的组织分化程度和颈部淋巴结转移相关(.)(.)(.).(.).(.)(.).(.)()和 .()作为具有统计学意义的阈值(以下简称阈值)逐一筛选出 个数据集中 和癌旁样本间的 进一步鉴定出三者间交叉的 待后续分析.中 的富集分析在 中以 .为阈值分别行 的分子功能()、细胞成分()、生物过程()和通路的生物学富集分析.中 网络的构建和关键基因的筛选在 中以 .为阈值构建 的 网络(.)行可视化处理 (.)插件以“.”为条件对 的 网络进行聚类筛选出中央节点作为关键基因待后续分析.中关键基因的初次验证和预后分析在 中以“”为条件对关键基因在 和癌旁样本中的差异表达行初次验证 生存分析明确 中关键基因的表达与患者总生存期()的相关性 筛选出 中预后相关的关键基因待后续分析.中 的再次验证和临床病例特征的相关性分析 中检索并整理 和癌旁样本的 表达数据以及 患者的临床病理数据(.)包行差异表达分析再次验证 的表达.和.函数对 样本中 的表达与患者的临床病理特征行相关性分析.统计学方法应用 语言完成统计分析除文中特殊说明的阈值外其余均以 和 .)鉴定出 个三者交叉的 待后续分析 其中 个上调(、)和 个下调(、).中 的富集分析在 中对 个 行富集分析 结果显示(.)中 多富集在细胞外基质组织、细胞黏附和胶原蛋白分解过程等 中 多富集在细胞外间隙、细胞外泌体和胞外区等 中 多富集在丝氨酸型内肽酶活性、金属内肽酶活性和细胞外基质结构成分等通路中 多富集在 受体相互作用、和癌症等通路.中 网络的构建和关键基因的筛选将 个 导入 中去除无相互作用的 后构建的 网络(见图)包括 个节点和 个连线(.)图 网络的构建与关键基因的筛选代表上调的 连线代表节点间的相互作用关系 插件筛选出 个中央节点(、)作为关键基因待后续分析(见图)医学理论与实践 年第卷第期 图 关键基因的筛选代表上调的 连线代表节点间的相互作用关系.中关键基因的初次验证和预后分析通过 在 个 和 个癌旁样本间验证 个关键基因的表达 结果显示(图 展示了其中 个)与癌旁样本相比 个关键基因在 中均表达上调(.)验证了 中数据分析的结果 个关键基因的 生存分析结果显示(见图)在 中仅有 个(、)关键基因的表达与 相关(.).中 的再次验证和临床病例特征的相关性分析通过 中 个 和 个癌旁样本验证 的表达 结果无论组间分析或成对分析 均在 中表达上调(.图 中关键基因的差异表达分析.图 中 个关键基因的生存分析见图 )与 和 的数据分析结果一致 进一步与临床病理特征的相关性分析显示(见图 )患者中 的表达水平与患者的组织分化程度和颈部淋巴结转移相关(.)讨论本研究基于生物信息学分析、和 数据库多次对数据分析 年第卷第期医学理论与实践图 中 的表达及与临床病理相关性分析结果验证后鉴定出 个表达上调的(、)可 作 为 患者预后相关的关键基因 可调节细胞外基质蛋白和纤维连接蛋白的表达其发生功能障碍后可刺激细胞外基质蛋 白 的 异 常 表 达 从 而 促 进 上 皮 间 充 质 转化 等通 过 泛 癌 数 据 分 析 同 样 发 现 的 异 常 高 表 达 显 著 降 低 了 包 括 在内的 种癌症的总生存期、疾病特异性生存期和无进展间期 另有实验研究也支持了本研究的结果发现 的表达在 中显著上调沉默其表达可抑制 细胞的增殖 和 转 移 同 时 还 受 到 的 调 节 在癌症进展中参与增殖信号维持、血管生成和抵抗肿瘤死亡等重要过程 等研究表明在 的全基因组表达谱中 表达上调是 中的常见事件其异常高表达可增强 细胞的迁移和侵袭以及向淋巴结和肺的转移播散因此导致高表达的 患者生存期较短 此研究与本文的研究结果均表明了 具有成为对 患者进行预后风险分层的新型预测分子的可能性 被发现在多种癌症中异常高表达如 可通过介导 /通路参与前列腺癌的复发 和 转 移 以 及 抑 制 表 达 可 激 活/通路来抑制食管鳞癌细胞的增殖和迁移 在 中 等研究发现 的异常高表达与患者的生存期呈负相关这与本研究结果一致 进一步的机制研究发现其过表达同样也影响 细胞的增殖、迁移、侵袭和存活并抑制凋亡此外/通路的激活有助于 诱导的 恶性进展和对西妥昔单抗的耐药性可见其在预后预测和治疗靶点中拥有重要价值 通过降解细胞外基质的成分来促进恶性肿瘤的侵袭和转移 等已研究表明 可增强 细胞的转移能力其表达上调与预后不良相关 和 在恶性肿瘤中发挥相似的作用两者与 中的细胞外基质、细胞间黏附和胶原分解代谢有关表现出高度的关联性 但在查阅国内既往文献中发现 仅 少 数 学 者 同 样 经 数 据 分 析 发 现 在 中的差异表达但未对 的临床意 义 进 行 分 析 本 研 究 结 果 表 明 中 呈高表达使、和 分析的结果得到验证并且还与患者的组织分化程度和颈部淋巴结转移相关综上所述本研究通过对多个数据库行生物信息学分析鉴定出 中、和 这 个表达上调且预后相关的 此分析提供了一个新的角度来鉴定 中的潜在标志物但还需深入研究来阐明其中的分子调控机制而本文数据可为 的潜在预后生物标志物和治疗靶点的研究提供新的思路参考文献 .():.:.:.:.():.:.():.:.():.:./.():.(上转第 页)年第卷第期医学理论与实践也是参与骨形成的主要功能细胞在骨骼生长发育及骨量维持方面扮演着关键角色 它来源于具有多向分化潜能的骨髓间充质干细胞经细胞增殖、细胞外基质合成、成熟及矿化后最终发展成为骨细胞参与骨形成及骨修复 本研究体外培养成骨前体细胞株 细胞并分析其与龙血素 共培养时的增殖和凋亡情况结果显示龙血素 可促进 细胞增殖并抑制其凋亡且效果呈现一定的浓度依赖性其促 细胞生长的最佳浓度和作用时间为/、干预 而成骨细胞数量增加是骨基质合成和骨组织生长的基础提示龙血素 对骨的形成具有促进作用 细胞为成骨前体细胞可分化为成熟成骨细胞进而合成分泌骨基质并促进钙化和新骨形成研究表明 信号通路对其成骨分化有 重 要 影 响 为 进 一 步 探 究 龙 血 素 对 细胞成骨分化和骨形成的影响本研究使用龙血素 对 细胞进行干预并加入抑制剂 阻断 信号通路从细胞水平探讨其刺激骨分化和骨形成的作用机制 可促进羟基磷灰石的沉积是骨形成早期标志物、是成骨特定基因其表达和相应蛋白的合成可促进羟磷灰石矿化的成核作用并增加钙结节形成可反映 细胞成骨分化程度 本研究结果显示龙血素 干预后 细胞 活性和成骨相关基因表达水平均显著升高而阻断 信号通路后 细胞 活性和成骨相关基因表达水平显著下降提示龙血素 可有效促进 细胞的成骨分化且这一作用与 信号通路相关 成骨分化中晚期以钙离子沉积为主钙结节形成越多表明新骨形成能力越强 本研究结果显示龙血素 干预下成骨诱导后 细胞钙化结节区域面 积 显 著 增 大 而 加 入 阻 断 剂 后 细胞钙化结节区域面积显著减小表明龙血素 可通过 信号通路在新骨形成过程中发挥促进作用综上所述龙血素 可通过调控 信号通路促进 细胞增殖刺激成骨分化和骨形成 为临床上骨缺损的治疗提供新的思路和理论依据值得进一步研究参考文献 赵恩哲吴斗刘强.骨缺损的治疗现状及研究进展.中华实验外科杂志():.程玺赖圳登包倪荣.间充质干细胞外泌体修复骨缺损的机制及作用研究进展.中华创伤杂志():.闵重函周瑛荆琳.诱导膜技术联合中医康复治疗胫骨骨缺损的疗效研究.实用中西医结合临床():.李辉李建国谢兴文等.中药应用于骨缺损修复研究进展.中医临床研究():.李忠张红霞刘沛等.龙血竭片联合塞来昔布治疗腰椎间盘突出症的临床研究.现代药物与临床():.张燕花慧莲金涛等.基于关联规则的骨折患者注射用血栓通(冻干)联合用药分析.中国药业():.():.陈澍东林宗汉.大块骨缺损治疗研究进展.新乡医学院学报():.李东晨李忠马腾等.硫酸钙人工骨修复骨缺损的研究进展.生物骨科材料与临床研究():.梁健苏睿宋泉生等.柚皮苷对骨细胞的作用以及负载柚皮苷的羟基磷灰石复合支架治疗骨缺损的研究.医学研究杂志():.彭荟桢蔡明详刘湘宁.骨修复过程中的血管生成调控:新思路与新方法.中国组织工程研究():.():.陈品秋班玮康王文艳等.龙血竭及其主要活性成分对脑缺血的药理作用与机制研究进展.中草药():.任明诗丁羽李子涵等.成骨细胞与破骨细胞相互调节作用的研究进展.中国药理学通报():.张岩董万涛安文博等.通过 信号通路探讨仙灵骨葆胶囊对 成骨分化的影响.中国骨质疏松杂志():.赵锐朱悦陶琳等.褪黑素缓解糖皮质激素抑制 细胞成骨分化与矿化的作用机制.医学研究生学报():.李文顾春松管连城等.黄芪对 半乳糖诱导骨髓间充质干细胞钙结节数、骨钙素 及蛋白表达水平的影响.时珍国医国药():.收稿日期 (编辑 倩楠)(下接第 页)/.():.():.():.:.龚敬.头颈鳞癌患者中高 表达和预后不良有关.沈阳:中国医科大学:.(本文通信作者:温凌杜)收稿日期 (编辑 羽飞)