生物信息学方法筛选胰腺癌进展相关的核心基因

作者：杨鹿笛; 王高明; 胡仁豪; 蒋小华; 崔然^*

来源：上海交通大学学报 (医学版), 2021, 41(05): 571-578.

• 胰腺癌
• 生物信息学
• 差异表达基因
• 肿瘤发生

目的·筛选胰腺癌进展相关的核心基因和关键通路。方法·通过GEO (Gene Expression Omnibus)数据库检索筛选得到包含45例胰腺癌组织和45例癌旁正常组织的基因芯片数据集GSE28735。采用GEO2R在线分析工具提取癌组织及癌旁正常组织的基因,联合RStudio软件筛选差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)并对其进行可视化处理。通过基因功能注释在线工具DAVID对差异表达显著的基因进行基因本体(gene ontology,GO)功能富集和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析。利用交互基因检索工具STRING及Cytoscape软件构建蛋白质-蛋白质相互作用(proteinprotein interaction,PPI)网络,结合节点度值进一步筛选核心基因。通过基因表达谱分析数据库GEPIA对179例胰腺癌中核心基因的表达水平与患者总生存期(overall survival,OS)、无病生存期(disease free survival,DFS)及肿瘤分期的关系进行分析。结果·从GSE28735芯片中筛选得到131个DEGs,其中表达上调的基因115个,表达下调的基因16个。GO功能富集分析显示DEGs主要在细胞黏附、质膜、蛋白质结合方面富集。KEGG通路富集提示磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)是DEGs富集的主要信号通路。通过PPI网络筛选得到5个核心基因,分别为纤维连接蛋白1 (fibronectin 1,FN1)、间质表皮转化因子(mesenchymal to epithelial transition factor, MET)、层粘连蛋白β3 (polyclonal antibody to lamininβ3,LAMB3)、层粘连蛋白α3 (laminin subunitα3,LAMA3)、整合素亚单位α3 (integrin subunitα3,ITGA3)。MET、LAMA3、LAMB3和ITGA3的表达水平均与胰腺癌患者OS有关,仅MET、LAMB3和ITGA3的表达水平与胰腺癌患者DFS有关,且基因低表达组的预后明显优于基因高表达组。FN1、MET、LAMA3和LAMB3的表达水平在不同分期胰腺癌组织中的差异存在统计学意义。结论·胰腺癌中异常表达的FN1、MET、LAMB3、LAMA3、ITGA3与细胞黏附、质膜组分、蛋白质结合功能的改变和PI3K/AKT通路相关,MET和LAMB3的表达升高可能预示胰腺癌患者的不良预后。

• 单位
  上海交通大学; 同济大学附属东方医院