肝细胞癌发生发展关键基因及其功能的生物信息学分析

作者：李文菠; 孙成杰; 周国俊; 应伟; 冯彦超; 黄婷; 侍琳; 黄理政; 李健水^*; 冷政伟^*

来源：中国普通外科杂志, 2021, 30(01): 32-43.

• 癌,肝细胞
• 基因,肿瘤
• 计算生物学

背景与目的:肝细胞癌(HCC)是常见的原发性肝癌,其预后较差。基因的激活与失活可促进HCC的发生发展。本研究基于生物信息学HCC发生发展的关键基因及功能并进行临床样本表达验证。方法:从公共基因GEO数据库中筛选HCC及癌旁组织基因芯片,通过GEO2R在线工具及Venn图筛选出差异表达基因(DEGs),对筛选出来的DEGs用DAVID网站进行GO功能分析和KEGG通路富集分析,再用STRING网站及Cytscape软件对DEGs进行蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络分析并筛选出核心DEGs,将核心DEGs在Kaplan-Meier Plotter网站进行生存分析,筛选出与预后相关的DEGs,将与预后相关的DEGs用GEPIA网站进行表达量分析,得到在HCC和癌旁组织中的差异表达情况;将与预后相关且在HCC中高表达的DEGs经Metascape网站进行功能及富集通路分析,得到与HCC发生发展有关的关键基因,最后选取关键基因在HCC和癌旁组织标本中进行表达验证。结果:从GEO数据库下载的符合要求的3个基因芯片(GSE14520,GSE41804,GSE45267)中共筛选出78个DEGs。用DAVID网站进行GO功能分析、KEGG通路富集分析、STRING网站及Cytscape软件分析后,筛选出17个核心DEGs(CDK1、ASPM、CENPF、RRM2、CCNB1、TOP2A、PTTG1、ECT2、CDKN3、CYP2B6、SLCO1B3、CYP1A2、CYP4A11、CYP26A1、CYP2E1、NAT2、CYP3A4),将17个核心DEGs在Kaplan-Meier Plotter网站进行生存分析后显示,有9个基因(CDK1、ASPM、CENPF、RRM2、CCNB1、TOP2A、PTTG1、ECT2、CDKN3)与HCC的预后相关(均P<0.05)。GEPIA网站进行表达量分析显示,9个基因在HCC组织中均高表达(均P<0.05)。Metascape网站分析显示,9个高表达基因要富集在细胞有丝分裂的负调控、细胞周期、核染色体隔离和雌配子的产生方面。选取CDK1在HCC组织和癌旁组织中进行验证,结果显示,CDK1在HCC组织中的表达量明显高于癌旁组织(P<0.05)。结论:本研究得到的9个基因可能是HCC发生、发展的关键基因,可为HCC的发生机制的研究以及诊断、治疗提供参考。

• 单位
  川北医学院附属医院