食管基底細(xì)胞樣鱗癌的基因芯片數(shù)據(jù)分析.pdf

1、目的：食管癌是我國的十大特色腫瘤之一，同時我省處于食管癌高發(fā)地帶，且多數(shù)患者在就診時已經(jīng)錯過了最佳的治療階段，雖然在對食管癌的病理及治療手段研究有大宗的報道，但對其中一種較為罕見且惡性度較高的食管癌亞型：食管基底細(xì)胞樣鱗癌（basaloid squamous cell carcinoma of the esophagus, BSCCE）的研究卻受限于其罕見性，而鮮有報道，目前的研究表明BSCCE的最佳治療手段是手術(shù)治療，然而其遠(yuǎn)期生存率

2、并不理想，為了進(jìn)一步研究BSCCE的病理特征，挖掘可能存在的治療靶點，從而提高臨床治療后的遠(yuǎn)期生存率，本研究利用生物信息學(xué)方法和基因芯片手段，對BSCCE的組織樣本基因水平表達(dá)情況進(jìn)行分析，探討其可能的病理學(xué)過程和腫瘤免疫逃逸機(jī)制，同時對BSCCE獨特的腫瘤微環(huán)境及其臨床指標(biāo)在對其遠(yuǎn)期預(yù)后的病理基礎(chǔ)進(jìn)行討論，以期為臨床工作中更好的治療BSCCE提供一定的理論基礎(chǔ)。
　　方法：本實驗利用高通量的生物信息學(xué)手段，將BSCCE組織樣本與

3、正常組織樣本的基因表達(dá)情況進(jìn)行對比分析，通過樣本送檢獲得原始的基因芯片數(shù)據(jù)，利用R語言軟件（R3.2.3）完成質(zhì)量控制，數(shù)據(jù)歸一化和降噪處理，自主獲取真實可靠的BSCCE組織樣本與同體正常組織樣本的基因差異表達(dá)情況（log|FC|≥2, P<0.01），利用DAVID在線分析系統(tǒng)對差異表達(dá)基因進(jìn)行常規(guī)的基因本體論（gene ontology, GO）分析和京都基因與基因組百科全書（kyoto encyclopedia of genes

4、and genomes, KEGG）信號通路分析以及差異基因疾病分析（Disease）獲取對BSCCE組織病理情況相關(guān)的分析結(jié)果，利用STRING-OL工具對差異表達(dá)基因的可信度（可信度≥0.4）進(jìn)行篩選，在盡力降低假陽性可能的情況下獲取差異表達(dá)基因的蛋白質(zhì)相互作用分析（Protein-protein interaction, PPI），并進(jìn)一步利用Cytoscape軟件對篩選后的PPI結(jié)果制作相應(yīng)的基因相互作用網(wǎng)狀圖，并進(jìn)一步篩選核心

5、表達(dá)的差異基因。利用以上分析進(jìn)一步深入理解BSCCE的病理學(xué)狀態(tài)，對其獨特的是中性粒細(xì)胞侵入原因及惡性遠(yuǎn)期預(yù)后進(jìn)行了一定分析。
　　結(jié)果：BSCCE組織相對于正常組織的上調(diào)差異表達(dá)基因共489個，下調(diào)差異表達(dá)基因922個（log|FC|≥2, P<0.01）。
　　1、 GO分析：BSCCE組織相對于正常組織的上調(diào)表達(dá)基因GO分析結(jié)果共238條，選取可信度較高（P<0.01，F(xiàn)DR<0.01）的19條進(jìn)行分析，為了進(jìn)一步分析

6、BSCCE可能的病理改變或腫瘤微環(huán)境，將GO分析中細(xì)胞外或細(xì)胞基質(zhì)等作為主要的分析對象，其結(jié)果顯示上下調(diào)表達(dá)的差異基因中與細(xì)胞外或細(xì)胞外基質(zhì)相關(guān)的分析條目的可信度與參與基因數(shù)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他GO條目（尤其在下調(diào)差異基因部分），其中上調(diào)表達(dá)的差異基因中GO分析結(jié)果為：GO:0030574-collagen catabolic process，16個參與基因， GO:0030198-extracellular matrix organizat

7、ion24個參與基因， GO:0005578-proteinaceous extracellular matrix25個參與基因，下調(diào)表達(dá)的差異基因中GO分析結(jié)果為：GO:0070062-extracellular exosome117個參與基因， GO:0005615-extracellular space89個參與基因， GO:0005576-extracellular region90個參與基因，對上調(diào)的GO分析條目中所包含的差異

8、基因進(jìn)行進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)了幾個在BSCCE腫瘤組織中擁有腫瘤標(biāo)志物潛力或?qū)h(yuǎn)期臨床預(yù)后會有較大幫助的基因，其中包括：ITGB4、COL5A1、LAMB3等13個基因。
　　2、 KEGG分析：在這一分析中提取了幾個可能與腫瘤病理及免疫微環(huán)境有重要關(guān)聯(lián)的信號通路，其中上調(diào)表達(dá)的差異基因分析結(jié)果為：p53 signaling pathway, Toll-like receptor signaling pathway等。下調(diào)表達(dá)的差異基

9、因分析結(jié)果包括：Drug metabolism-cytochrome P450 pathway, MAPK signaling pathway, Calcium signaling pathway, Cytokine-cytokine receptor interaction pathway。結(jié)果篩選出LAMB3、LAMC2、MFAP2等11個基因。
　　3、疾病相關(guān)分析：進(jìn)一步對可能與腫瘤病理相關(guān)的605027-Lympho-m

10、a, non-Hodgkin, somatic分析結(jié)果及其參與基因RAD54B, RAD54L進(jìn)行了重點分析。
　　4、核心差異基因篩選及分析：在利用STRING-OL工具完成高可信度PPI分析后，篩選其中相互作用數(shù)目≥20的差異表達(dá)基因作為核心差異基因共30個，其中上調(diào)的24個，下調(diào)的6個，并對其進(jìn)行了逐個的分析，篩選獲得TOP2A、CDC20、CDC6等15個基因。
　　結(jié)論：我們的分析結(jié)果共篩選腫瘤相關(guān)基因25個，其中

11、GO分析獲得ITGB4、LAMB3、ITGA6、TGFBI、LAMC2、MFAP2，膠原蛋白家族COL5A1、COL7A1、COL1A1、COL1A2、膠原蛋白酶家族（MMP1、3、9）共13個基因；KEGG分析獲得LAMB3、LAMC2、MFAP2、膠原蛋白酶家族（MMP1、3、9）、TOP2A、CDC20、CDC6、CDC25A、CYP1B1共11個基因；PPI分析的結(jié)果提示我們TOP2A、CDC20、CDC6、CDC25A、CYP