利用加权基因共表网络识别肝细胞癌干细胞相关基因的研究

作者：徐贺龙; 李燕; 任程晖; 宋晓静; 张磊; 李汛^*

来源：中国普外基础与临床杂志, 2020, 27(05): 560-568.

• 肝细胞癌
• 肿瘤干细胞
• 加权基因共表达网络分析
• 干性指数
• 癌症基因组图谱

目的通过加权基因共表达网络(WGCNA)方法研究肝细胞癌(HCC)中肝癌干细胞(LSCS)相关基因表达及其与预后的相关性。方法首先从公共数据库癌症基因组图谱(TCGA)中下载HCC转录组测序(RNA-seq)及临床数据,下载并整理基于mRNA表达的肿瘤干细胞干性指数(mRNAsi)表,分析mRNAsi与肝癌病理学分级及预后的关系。然后利用WGCNA方法筛选与LSCS相关的关键模块,对关键模块基因(hub基因)进行功能注释(GO分析)及信号通路富集分析(KEGG分析),通过在线数据库STRING构建hub基因编码蛋白质相互作用(PPI)网络并筛选关键基因。最后对关键基因进行表达差异分析及表达相关性分析,利用在线数据库Kaplan-Meier plotter进行生存分析并验证。结果 HCC组织中的mRNAsi值显著高于正常肝组织(P<0.001),mRNAsi与高病理学等级之间存在正相关(P=0.001),高mRNAsi组的HCC患者死亡率高于低mRNAsi组(P=0.006)。GO分析结果显示,hub基因主要参与有丝分裂、DNA复制等生物过程;KEGG分析结果显示,hub基因富集在细胞周期、DNA错配修复、卵母细胞减数分裂等信号通路,其编码蛋白质之间有很强的相互作用(P<0.001)。本研究筛选了10个与LSCS相关的关键基因(包括CCNB1、CDC20、CDCA8、NDC80、KIF20A、CDC45、KIF15、MCM2、TTK及NCAPG),与正常肝组织样本相比,10个关键基因在HCC组织中均呈现高表达,在转录水平上也有很强的共表达关系且与肝癌患者的预后相关(P<0.05)。结论 mRNAsi在HCC的发生发展中起着重要作用,基于WGCNA筛选的与LSCS相关的10个关键基因在LSCS的干性维持中发挥重要作用,有望作为抑制HCC干细胞特性的治疗靶标。

• 单位
  第一临床医学院; 兰州大学; 兰州大学第一医院