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研究背景肾透明细胞癌(clear cell Renal Cell Carcinoma,ccRCC)是肾细胞癌最常见的病理亚型,其发生发展是一个复杂的过程,涉及众多基因的相互作用。随着生物信息学的兴起,对原发性ccRCC的相关基因表达及信号通路的研究越来越深入,但对转移性ccRCC发展相关基因表达图谱的研究仍然较少。我们将通过GEO等公共数据库筛选出与转移性ccRCC发生发展相关的基因及信号通路,以期为转移性ccRCC的进展过程提供新的见解,为相关药物的研发带来新的启发。研究目的本研究将通过整合生物信息学分析鉴定转移性ccRCC进展相关基因表达及信号通路。研究方法1.以“metastasis clear cell Renal Cell Carcinoma”(转移性肾透明细胞癌)为关键字搜索GEO公共数据库,纳入符合筛选条件的“GSE53757”和“GSE84546”基因芯片,使用GEO-2R在线分析两组芯片中转移性ccRCC相关的差异表达基因。2.将GEO数据库得到的两组芯片的差异表达基因作对比分析,利用韦恩图取交集,进一步筛选差异表达基因。3.使用Cytoscape的clueGO模块进行差异表达基因的基因本体论富集分析(Gene Ontology term enrichment)和KEGG富集通路分析,GO术语富集分析包括生物过程(BP),细胞成分(CC)和分子功能(MC)。4.使用搜索工具(STRING)数据库将筛选的差异表达基因进行蛋白互作网络(PPI)分析,交互评分设定为0.7。Cytoscape插件cytoHubba筛选PPI网络内的hub基因。选择MCC(Maximal Clique Centrality)拓扑分析算法作为节点排序方法。5.使用HPA数据库和UALCAN数据库筛选hub基因在ccRCC患者肾组织中的表达及对ccRCC患者的预后影响。研究结果1.通过GEO数据库选出两组基因芯片(GSE53757和GSE84546),使用GEO-2R在线分析两组芯片差异表达基因分别为923个和2791个(|log 2 FC|≥2,P<0.05)。2.韦恩图结果显示两组芯片的交集中与转移性ccRCC相关的差异表达基因312个。3.对312个差异表达基因进行的GO富集分析结果显示,其主要涉及blood vessel development、tube morphogenesis、regulation of cell adhesion、basement membrane、alpha-amino acid metabolic process、apical plasma membrane、regulation of peptidase activity、regulation of body fluid levels、response to hypoxia、positive regulation of cell migration、vitamin binding、protein processing、basolateral plasma membrane、pyruvate metabolic process、cellular response to cAMP、leukocyte migration、diaphragm development、response to metal ion等生物进程(p<0.01),KEGG富集显示主要参与Intestinal immune network for IgA production和Bile secretion信号通路。4.PPI网络中筛选出10个hub基因,其中转录上调基因为C3、CXCR4、CCL4、ACKR3、KIF20A、CCNB2、CDCA8,转录下调基因为CCL28、S1PR5、CCL20。5.HPA数据库和UALCAN数据库验证显示3个hub基因CCNB2、CDCA8和KIF20A与ccRCC预后不良有关。研究结论我们的研究确定了312个DEG,通过使用一系列生物信息学分析,我们基于转移性ccRCC样本与正常肾脏之间的差异表达基因,阐明了可能参与转移性ccRCC进展的枢纽基因和途径,筛选出3个基因(CCNB2、CDCA8和KIF20A)可能参与了转移性ccRCC的发生和发展,并可能是晚期ccRCC的潜在预后生物标志物和新的治疗靶标,尤其是转移性患者。但是,需要进一步的分子生物学实验来确认候选生物标志物在ccRCC中的功能。