论文部分内容阅读
目的膀胱癌是最常见的泌尿系统恶性肿瘤,其中约90%以上为膀胱尿路上皮癌。目前寻找新的生物标记物用于膀胱尿路上皮癌的早期诊断已经成为一个热点研究问题。而本研究通过从TCGA数据库中的膀胱尿路上皮癌组织样本mRNA和miRNA表达谱数据中挖掘出与膀胱尿路上皮癌高度相关的mRNA和miRNA,并探讨这些mRNA和miRNA的表达与临床病理特征之间的相关性,目的是寻找膀胱尿路上皮癌潜在的诊断标志物和影响膀胱尿路上皮癌临床病理进程的分子靶点。方法本研究首先采用R语言包limma对纳入的膀胱尿路上皮癌组织和癌旁正常组织样本的mRNA和miRNA表达数据进行差异表达分析。接着结合差异表达mRNA,通过starBase网站中整合的MiRanda/MirSVR、Target Scan、PicTar、RNA22和PITA五个靶基因数据库对差异表达miRNA进行潜在靶基因预测。之后采用Spearman等级相关分析方法对筛选出的mRNA和miRNA生物标记物与临床病理特征进行相关性分析,再采用Mann-Whitney U方法检验筛选出的mRNA和miRNA生物标记物在各临床病理特征上的表达水平是否有差异。然后采用ROC曲线分析和约登指数对筛选出的mRNA和miRNA生物标记物进行诊断效果评价。最后利用WGCNA包对差异表达分析筛选出的差异表达基因进行加权基因共表达网络分析,筛选出与临床病理特征高度相关的枢纽基因。结果（1）差异表达分析结果显示:对比膀胱尿路上皮癌旁正常组织,膀胱尿路上皮癌组织中共有187个mRNA表达上调,433个mRNA表达下调（|log2FC|>2,FDR<0.01,P<0.01）,38个miRNA表达上调,5个miRNA表达下调（|log2FC|>2,FDR<0.01,P<0.01）。（2）靶基因预测分析结果显示:共筛选出了8个miRNA和11个mRNA。其中hsa-miR-17可能靶基因为CCND2、NR4A3;hsa-miR-93可能靶基因为CCND2、CFL2、NR4A3;hsa-miR-429可能靶基因为ZEB1;hsa-miR-15a可能靶基因为PID1、RECK、CCND2;hsa-miR-200c可能靶基因为DUSP1;hsa-miR-20a可能靶基因为TP53INP2、NR4A3、CFL2;hsa-miR-92a可能靶基因为ITGA5、RBPMS2;hsa-miR-181b可能靶基因为BCL2。（3）Mann-Whitney U检验结果显示:hsa-mir-17、hsa-mir-93、hsa-mir-20a、hsa-mir-429、hsa-mir-15a、hsa-mir-92a、hsa-mir-181b和hsa-mir-200c均在膀胱尿路上皮癌中显著高表达（pu<0.001）;而NR4A3、PID1、DUSP1、BCL2、TP53INP2、RECK、CCND2、CFL2、RBPMS2、ZEB1和ITGA5均在膀胱尿路上皮癌中显著低表达（pu<0.001）。Spearman等级相关分析结果显示:筛选出的8个miRNA和11个mRNA均与膀胱尿路上皮癌的病理发展过程相关。（4）诊断效果评价结果显示:hsa-mir-93/NR4A3、hsa-mir-17/NR4A3、hsa-mir-20a/NR4A3三个组合标记物的ROC曲线下面积、灵敏度、特异度和约登指数均大于0.9,诊断效果较好。（5）基因共表达网络分析结果显示:与肿瘤分化情况、肿瘤TNM分期、肿瘤T分期和肿瘤N分期高度相关的枢纽基因是ACTA2、DACT3、EMILIN1、GPR124、MSRB3;与肿瘤组织学分级高度相关的枢纽基因是CCNB2、CDCA8、DEPDC1、EXO1、FOXM1、KIF11、KIF23、KIF2C、KIFC1、NCAPG、NCAPH、NUSAP1、ORC1、PLK1、PRC1、TPX2。结论本文筛选出的hsa-mir-93/NR4A3、hsa-mir-17/NR4A3、hsa-mir-20a/NR4A3三个组合生物标记物均适用于膀胱尿路上皮癌的临床诊断。同时发现了一些与膀胱尿路上皮癌病理进程高度相关的枢纽基因可能可以作为治疗膀胱尿路上皮癌的分子靶点。