胶质瘤差异表达基因筛选、功能富集和相关信号通路生物信息学分析

作者：陈玉升; 郭杨; 申汉威; 张鹏; 陈航^*

来源：中华医学杂志, 2019, 99(29).

• 胶质瘤
• 生物信息学分析
• 基因表达数据库
• 信号通路

目的采用生物信息分析技术探讨胶质瘤(Glioma)差异表达基因筛选、功能富集和相关信号通路。方法在基因表达谱数据库(GEO)中选取胶质瘤中相关基因表达谱芯片数据, 采用R软件lima包筛选胶质瘤患者肿瘤组织和正常脑组织中差异表达基因。对筛选出的差异表达基因进行功能富集(GO和KEGG), 应用采用蛋白-蛋白相互作用数据库(STRING)分析筛选出的差异表达基因编码蛋白间的相互作用关系, 分析相关信号通路。结果选取GSE15824和GSE66354基因表达谱数据集为分析对象, 筛选出差异表达超过2倍, 且P<0.05的基因158个。158个差异基因主要分子功能(MF)为整合素结合、细胞黏附分子结合、钙离子结合及AMPA谷氨酸受体活性等;细胞组分定位(CC)于细胞膜、神经元细胞体及神经细胞轴突等, 而其生物学过程(BP)主要为细胞黏附、神经系统发育、细胞增殖、GTP酶活性、细胞凋亡和血管生成等;KEGG信号通路主要为cAMP信号通路、嘌呤代谢通路、MAPK信号通路及cGMP-PKG信号通路, 158个差异表达基因蛋白相互作用网络中相互作用连接共177个, 平均每个节点间相互作用为2.39个, 聚集系数为0.37。Cytohubb筛选信号通路中的关键基因(hub基因), 结果提示, SLC6A1、SLC1A2、BDNF、CAP43、NRXN1、GAD1、OLIG2、PLP1、S100B和GRIA3为相互作用蛋白网络信号通路中的关键基因。10个关键基因均与患者预后有关(P<0.05)。结论胶质瘤患者肿瘤组织和正常组织存在差异表达基因谱, SLC6A1、SLC1A2、BDNF、GAP43、NRXN1、GAD1、OLIG2、PLP1、S100B和GRIA3为胶质瘤发生的关键基因并与患者的预后有关。

• 单位
  郑州大学; 河南省人民医院; 河南大学