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背景:结直肠癌是最常见的消化系统恶性肿瘤之一,病因多样且预后不佳,需要进一步寻找更精确有效的基因靶点及分子标志物。近年来,生物信息数据挖掘已经广泛应用于鉴定恶性肿瘤潜在靶标。ABCD3(ATP结合盒亚家族D成员3)在多种肿瘤中有诊断及预后意义,但其在结直肠相关研究甚少。目的:认识与结直肠癌相关的生物过程及代谢通路,筛选结直肠癌中的分子标记物。研究结直肠癌中ABCD3基因表达,并探讨其在结直肠中的诊断及预后价值。方法:运用R语言、DAVID6.8、KOBAS 2.0、STRING10对GEO芯片进行分析,筛选出结直肠癌中的差异基因,并进行GO富集、KEGG通路分析和蛋白质相互作(PPI)网络构建。运用R语言对TCGA中结直肠癌数据进行生存分析。随后运用SPSS 19.0和GraphPad Prism 6.0分析软件,比较ABCD3在结肠癌、直肠癌及各期结直肠癌与正常组织表达量,并进一步绘制受试者工作特征(ROC)曲线,并计算曲线下面积(AUC)。采用生存分析及COX回归分析来评估ABCD3的潜在预后价值。分别采用Pearson直线相关、方差分析评估ABCD3表达与DNA甲基化及拷贝数变异的关系。结果:本次研究结果中共存在287个差异基因,其中表达上调的基因有191个,下调的基因有96个。GO富集分析表明,差异基因主要富集在蛋白质的细胞外基质(P=2.87E-05,FDR=0.0365)和细胞外区域(P=3.35E-05,FDR=0.0426)。KEGG通路分析显示共涉及26个通路(P<0.01)。PPI显示CXCL8、CXCL1、PYY、PPBP、P2RY14、INSL5、CXCL3、CXCL10、CXCL11、NUF2这10个基因编码的蛋白为网络的中心节点。生存分析提示包括ABCD3在内的预后相关基因有331个,其中223个基因高表达时,患者总生存期提高,108个基因高表达时,总生存期下降。结肠癌、直肠癌和各期结直肠癌与正常组织相比,ABCD3表达量显著降低。ABCD3在结肠癌(AUC=0.9552,P<0.01)、直肠癌(AUC=0.9713,P<0.01)和I-IV期结直肠癌(总AUC=0.9589,I-IV肿瘤中ACU分别为:0.9456、0.9578、0.9613、0.9639,P均小于0.01)中都有较高的诊断效能。ABCD3表达与DNA甲基化呈负相关(Pearson’s r=-0.1949,P<0.0001(来自UCSC);Pearson’s r=-0.295,P<0.01(来自cBioPortal)。拷贝缺失组中ABCD3表达水平低,扩增组中ABCD3表达水平高(P<0.05)。生存分析和COX回归分析显示ABCD3低表达的患者总生存期较差(P<0.01)。结论:许多基因及通路在结直肠癌发展中可能起重要作用,并筛选出了一系列包括ABCD3对预后有意义的基因。ABCD3在结直肠癌中可能有诊断及预后价值,结直肠癌中ABCD3DNA甲基化及拷贝数变异可能与表达量改变相关。