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1、90%以上的頭頸腫瘤為頭頸鱗狀細(xì)胞癌。全球每年約有50多萬(wàn)新發(fā)的頭頸鱗狀細(xì)胞癌患者,而每年因頭頸鱗狀細(xì)胞癌死亡的患者有20萬(wàn)左右[1,2]。其中頭頸鱗狀細(xì)胞癌的治療方式以手術(shù)治療為主,輔以放療、化療及分子靶向治療等[3]。盡管許多的治療手段在不斷的更新和進(jìn)步,但是頭頸鱗狀細(xì)胞癌患者五年的總生存率并沒(méi)有得到明顯的改善,維持在50%左右?;颊呷绻霈F(xiàn)病灶的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移,那五年生存率則下降至20%左右[4],嚴(yán)重危害人類的健康和生命。因此,本文利
2、用生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)頭頸鱗狀細(xì)胞癌中基因從分子水平進(jìn)行研究,為了解頭頸鱗狀細(xì)胞癌的發(fā)病機(jī)制和臨床預(yù)防和抑制頭頸鱗狀細(xì)胞癌提供有效措施和方法。
生物信息學(xué)是一個(gè)涉及多個(gè)領(lǐng)域的交叉學(xué)科,其核心內(nèi)容之一是研究基因表達(dá)調(diào)控的內(nèi)在機(jī)制,揭示人類疾病的本質(zhì)規(guī)律,為更快速、準(zhǔn)確的診斷和有效治療疾病創(chuàng)造條件。本研究旨在對(duì)基因芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行生物信息學(xué)分析找到與頭頸鱗狀細(xì)胞癌發(fā)生發(fā)展相關(guān)的差異基因和其功能。首先我們從GEO(GeneExpressi
3、on Omnibus)數(shù)據(jù)庫(kù)下載基因表達(dá)譜GSE6791[5],其包括42個(gè)頭頸鱗狀細(xì)胞癌和與正常的癌旁組織。與正常組織相比,結(jié)合Bioconductor中的Affy包和根據(jù)其注釋平臺(tái)通過(guò)Affy芯片探針注釋文件對(duì)探針?biāo)綌?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后,用R語(yǔ)言中的limma包對(duì)預(yù)處理過(guò)后的表達(dá)矩陣進(jìn)行差異基因?qū)ふ?logFC>1,p<0.05)。然后用DAVID數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)上調(diào)和下調(diào)的差異基因進(jìn)行GO功能注釋和KEGG通路分析差異基因的生物學(xué)功能和涉及
4、的信號(hào)通路,然后應(yīng)用STRING數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)差異基因(綜合分?jǐn)?shù)≥0.8)構(gòu)建蛋白互作網(wǎng)絡(luò)圖,通過(guò)Cytoscape軟件將其可視化,利用MCODE插件對(duì)蛋白互作網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模塊分析,并對(duì)不同的模塊進(jìn)行GO功能注釋和KEGG通路分析。最后,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觯ü?jié)點(diǎn)度)選取蛋白互作網(wǎng)絡(luò)中重要的核心蛋白,通過(guò)TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)驗(yàn)證這些核心基因的表達(dá)水平是否與頭頸鱗狀細(xì)胞癌生存預(yù)后有明顯的相關(guān)性。
通過(guò)上述方法,我們得到811個(gè)差異基因,其中有550
5、個(gè)是表達(dá)上調(diào)的,而261個(gè)表達(dá)下調(diào)。GO功能注釋和KEGG通路分析顯示這些差異基因主要富集在蛋白酶體和ECM-受體相互作用通路中。用STRING數(shù)據(jù)庫(kù)將符合標(biāo)準(zhǔn)的差異基因構(gòu)建成蛋白互作網(wǎng)絡(luò)后,利用MCODE插件得出三個(gè)重要的模塊,而它們主要富集在蛋白酶體和ECM-受體相互作用通路中。在蛋白互作網(wǎng)絡(luò)中,根據(jù)節(jié)點(diǎn)度的大小,我們得到15個(gè)核心蛋白,而這15個(gè)核心蛋白大部分處于上述的模塊中。另外利用TCGA頭頸鱗狀細(xì)胞癌數(shù)據(jù)庫(kù)顯示,4個(gè)mRNA
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