生物信息学分析整合十个间充质相关lncRNAs作为神经胶质瘤患者的预后模型

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目的胶质瘤是人类最具侵袭性的原发性恶性中枢神经系统肿瘤之一,其中以胶质母细胞瘤(IV级)的恶性程度最高。目前针对胶质瘤的治疗采用手术治疗为主,放化疗为辅的综合疗法,然而由于胶质瘤的易复发性及对放化疗的抵抗特性,患者的五年生存率依旧很低,早发现,早诊断,早治疗对提高胶质瘤患者的生存时间至关重要。随着肿瘤分子生物学的不断发展,长链非编码RNA的研究也不断深入。值得注意地是,间充质(MES)亚型相关的长非编码RNA(lnc RNA)的异常表达不仅会诱导胶质瘤复发,且与胶质瘤患者的不良预后显著相关。生物信息学和基因组测序技术的新进展除了识别潜在的生物标志物外,还有利于预测癌症患者的预后。胶质瘤中自噬及免疫相关lnc RNAs预后模型已经被广泛研究,然而MES亚型相关lnc RNAs预后模型在胶质瘤中的研究却鲜有报道。本研究中我们通过TCGA和Ivy GAP数据库筛选了十个MES亚型相关lnc RNAs进行预后模型的构建,并在CGGA数据库中进行了验证。进一步的功能实验揭示了模型中三个选定的lnc RNAs对胶质瘤细胞迁移及侵袭能力的影响,这将为预测胶质瘤患者预后和治疗提供新的靶点。方法(1)利用TCGA和Ivy GAP数据库得到了303个MES相关基因。(2)通过共表达分析及差异表达分析获得了42个预后MES的lnc RNAs。(3)采用单因素和多因素回归分析筛选了10个预后相关的lnc RNAs,多因素回归分析得到的回归系数用于后续风险分数的计算。(4)中位风险分数用于区分高低风险人群并通过生存分析进行验证。(5)单因素及多因素分析证实我们构建的风险分数模型具有独立预后能力。(6)主成分分析(PCA)和列线图(Nomogram)证实该模型对生存期的预测性。(7)基因富集分析(GSEA)显示高危人群在恶性生物学过程中富集。(8)基因表达谱分析(GEPIA)TCGA数据库和GETX数据库中胶质瘤(GBM;LGG)和正常脑组织十种lnc RNAs的表达水平。(9)在人脑胶质瘤细胞系中验证敲除选定的三种lnc RNAs对迁移及侵袭能力的影响。结果在这项研究中,MES相关基因是通过癌症基因组图谱(TCGA)和常春藤胶质母细胞瘤图集计划(Ivy GAP)数据集取并集获得的,通过对这些基因进行共表达分析获得MES相关的lnc RNAs。接下来,使用单因素及多因素cox回归分析建立预后模型,该模型整合了十个与MES相关的lnc RNAs,TCGA中的脑胶质瘤患者根据多因素回归分析计算得到的中位风险分数分为高风险和低风险组。与低风险组相比,高风险组患者的生存时间较短。此外,我们用ROC曲线测量了该模型的特异性和敏感性。单因素和多因素cox分析表明,预后模型是神经胶质瘤的独立预后因素,中国人胶质瘤基因组图谱(CGGA)验证这些lnc RNAs的预测能力并获得了与TCGA数据库中相似的结果。此外,基因组富集分析(GSEA)用来检测功能注释,结果表明高危人群富集了肿瘤恶性生物学过程。最后,选择保护性因素DGCR10,HAR1B和危险性因素SNHG18进行功能验证,敲除DGCR10,HAR1B促进了神经胶质瘤的迁移和侵袭,而敲除SNHG18抑制了神经胶质瘤的迁移和侵袭。结论综上所述,我们筛选了十种MES亚型相关的lnc RNAs,并根据中位风险分数区分高低风险人群,可用于识别预后不良的胶质瘤患者,进一步的GSEA和功能实验证实DGCR10,HAR1B和SNHG18有望成为预测胶质瘤患者治疗效果的个性化生物标志物。
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