基于癌症基因组图谱数据分析筛选结肠癌预后相关长链非编码RNA

基于癌症基因组图谱数据分析筛选结肠癌预后相关长链非编码ＲＮＡ
闫军浩１，郭魁元１，吴万庆１，罗昭峰１，杨战锋１，王冬阳２，王　争２
Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｃｒｅｅｎｉｎｇｏｆｌｏｎｇｎｏｎ－ｃｏｄｉｎｇＲＮＡｓａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒｐｒｏｇｎｏ ｓｉｓｕｔｉｌｉｚｉｎｇＴＣＧＡｄａｔａ
ＹａｎＪｕｎｈａｏ１，ＧｕｏＫｕｉｙｕａｎ１，ＷｕＷａｎｑｉｎｇ１，ＬｕｏＺｈａｏｆｅｎｇ１，ＹａｎｇＺｈａｎｆｅｎｇ１，ＷａｎｇＤｏｎｇｙａｎｇ２，ＷａｎｇＺｈｅｎｇ
２１
ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔｉｎａｌａｎｄＴｈｙｒｏｉｄＳｕｒｇｅｒｙ，ｔｈｅＦｉｆｔｈＡｆｆｉｌｉａｔｅｄＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨｅｎａｎＺｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００５２，
Ｃｈｉｎａ；２ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧａｓｔｒｏｉｎｔｅｓｔｉｎａｌＳｕｒｇｅｒｙ，ＲｅｎｊｉＨｏｓｐｉｔａｌ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００００１，Ｃｈｉｎａ．
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】　Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：Ｔｏｓｃｒｅｅｎｌｏｎｇｎｏｎ－ｃｏｄｉｎｇＲＮＡｓ（ｌｎｃＲＮＡｓ）ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒｐｒｏｇｎｏｓｉｓａｎｄｔｏｉｄｅｎｔｉｆｙｎｏｖｅｌｌｎｃＲＮＡｓａｓｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒｂｉｏｍａｒｋｅｒｓｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｄａｔａｉｎＴｈｅＣａｎｃｅｒＧｅｎｏｍｅＡｔｌａｓ（ＴＣＧＡ）ｄａｔａｂａｓｅ．Ｍｅｔｈｏｄｓ：ＴｈｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｄａｔａａｎｄｐａｔｉｅｎｔｃｌｉｎｉｃａｌｍａｔｅｒｉａｌｓｏｆｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒｗｅｒｅｄｏｗｎｌｏａｄｅｄｆｒｏｍＴＣＧＡｄａｔａｂａｓｅａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙＲｌａｎｇｕａｇｅ．ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｌｎｃＲＮＡｓｂｅｔｗｅｅｎｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒｔｉｓｓｕｅｓａｎｄａｄｊａｃｅｎｔｎｏｒｍａｌｔｉｓｓｕｅｓｗｅｒｅｓｃｒｅｅｎｅｄｕｓｉｎｇｅｄｇｅＲｐａｃｋａｇｅａｎｄｓｕｒｖｉｖａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｅｌｎｃＲＮＡｓｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｅｄｂｙｕｎｉｖａｒｉａｔｅＣｏｘｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｃｏｄｉｎｇｇｅｎｅｓｃｏ－ｅｘｐｒｅｓｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃｌｎｃＲＮＡｓｗｅｒｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄａｎｄｅｘｔｒａｃｔｅｄ，ａｎｄｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏＫｙｏｔｏＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆＧｅｎｅｓａｎｄＧｅｎｏｍｅｓ（ＫＥＧＧ）ａｎａｌｙ ｓｉｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ：Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｓｃｒｅｅｎｅｄｏｕｔ２２７ｌｎｃＲＮＡｓｔｈａｔｗｅｒｅａｂｅｒｒａｎｔｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄａｃｒｏｓｓａｌｌＴＮＭｓｔａｇｅｓｏｆｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒ．ＡｍｏｎｇｔｈｅｓｅｌｎｃＲＮＡｓ，１６９ｌｎｃＲＮＡｓｗｅｒｅｕｐｒｅｇｕｌａｔｅｄａｎｄ５８ｌｎｃＲＮＡｓｗｅｒｅｄｏｗｎｒｅｇｕ ｌａｔｅｄ．Ｓｕｒｖｉｖａｌａｎａｌｙｓｉｓｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ１５ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｌｎｃＲＮＡｓｔｈａｔｗｅｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｐａｔｉｅｎｔｓｕｒｖｉｖａｌ（Ｐ＜０．０５）．ＡｍｏｎｇｔｈｅｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃｌｎｃＲＮＡｓ，２ｌｎｃＲＮＡｓｗｅｒｅｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｆａｖｏｒａｂｌｅｐｒｏｇｎｏｓｉｓａｎｄ１３ｌｎｃＲＮＡｓｗｅｒｅｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｗｉｔｈｐｏｏｒｐｒｏｇｎｏｓｉｓ．ＫＥＧＧａｎａｌｙｓｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｄｉｎｇｇｅｎｅｓｃｏ－ｅｘｐｒｅｓｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃｌｎｃＲＮＡｓｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｅｎｒｉｃｈｅｄｉｎｒｉｂｏｓｏｍｅｂｉｏｇｅｎｅｓｉｓ，ｍＲＮＡｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅｐａｔｈｗａｙ，ｅｔｃ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：ＡｇｒｏｕｐｏｆａｂｅｒｒａｎｔｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｌｎｃＲＮＡｓｗｉｔｈｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｗｅｒｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｂｙｍｉｎｉｎｇｔｈｅｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒｄａｔａｓｅｔｉｎＴＣＧＡｄａｔａｂａｓｅ，ｗｈｉｃｈｌａｉｄｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｅｘｐｌｏｒｉｎｇｔｈｅｉｒｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．ＴｈｅｓｅｌｎｃＲＮＡｓｗｅｒｅｅｘ ｐｅｃｔｅｄｔｏｂｅｎｏｖｅｌｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｏｒｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｂｉｏｍａｒｋｅｒｓｆｏｒｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒ，ｌｎｃＲＮＡ，ｓｕｒｖｉｖａｌ，ｐｒｏｇｎｏｓｉｓ
ＭｏｄｅｒｎＯｎｃｏｌｏｇｙ２０２０，２８（１７）：３００４－３００８
【摘要】　目的：通过分析癌症基因组图谱（ＴＣＧＡ）数据库中有关结肠癌的转录组测序数据，筛选结肠癌预后相关长链非编码ＲＮＡ（ｌｎｃＲＮＡ），寻找新的ｌｎｃＲＮＡ结肠癌分子标志物。

方法：下载ＴＣＧＡ数据库中结肠癌转录组测序数据及结肠癌患者临床资料，利用Ｒ语言进行数据整理。

采用ｅｄｇｅＲ包筛选差异表达ｌｎｃＲＮＡ，采用单因素Ｃ
ｏｘ回归模型对差异表达ｌｎｃＲＮＡ进行生存分析。

提取与这些ｌｎｃＲＮＡ共表达的编码基因，行京都基因与基因组百科全书（ＫＥＧＧ）分析。

结果：差异表达分析共筛选出２２７个在肿瘤各ＴＮＭ分期中均异常表达的ｌ
ｎｃＲＮＡ，其中表达上调１６９个，表达下调５８个。

生存分析鉴定出１５个差异表达ｌｎｃＲＮＡ与预后显著相关（Ｐ＜０．０５），其中２个为保护因素，１３个为危险因素。

ＫＥＧＧ分析发现，这些预后相关ｌｎｃＲＮＡ的共表达基因主要富集在核糖体生物合成、ｍＲＮＡ监视通路等。

结论：通过挖掘ＴＣＧＡ结肠癌数据集，发现了一些具有预后意义的异常表达ｌｎｃＲＮＡ，为后续深入研究其功能奠定了基础，这些ｌｎｃＲＮＡ有望成为新的结肠癌诊断或治疗分子标志物。

【关键词】结肠癌；长链非编码ＲＮＡ；生存；预后
【收稿日期】　２０１９－０９－０６【修回日期】　２０１９－１１－２５
【基金项目】　上海市科学技术委员会科研计划项目（编号：１９１４０９０３００２）【作者单位】
　１郑州大学第五附属医院胃肠甲状腺外科，河南　郑州　４５００５２２
上海交通大学附属仁济医院胃肠外科，上海　２００００１
【作者简介】　闫军浩（１９８９－），男，河南新乡人，医师，主要从事胃肠道肿瘤发生发展的基础研究工作。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｊｈ５２１２０１４＠１２６．ｃｏｍ【通讯作者】　王争（１９７２－），男，上海人，主任医师，教授，硕士生导师，主要从事大肠癌转移的基础及临床研究工作。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｚｈ１９７２＠
１２６．ｃｏｍ
·４００３·闫军浩，等 基于癌症基因组图谱数据分析筛选结肠癌预后相关长链非编码ＲＮＡ
【中图分类号】Ｒ７３５．３＋５ 【文献标识码】Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－４９９２．２０２０．１７．０１９【文章编号】１６７２－４９９２－（２０２０）１７－３００４－０５
结肠癌是常见的消化道恶性肿瘤之一，近些年来，欧美发达国家结肠癌发病率呈下降趋势，而中国由于经济水平的发展、饮食结构的改变等因素，结肠癌发病率和病死率明显呈上升趋势，未来中国结肠癌的负担将越来越重［１－３］。

目前，手术仍是治疗结肠癌的主要方式，结肠癌的转移或术后复发是影响患者长期生存的关键因素［４］。

寻找结肠癌的预后分子标志物不仅有利于评估患者的预后，而且有望发现新的诊断或治疗靶点。

长链非编码ＲＮＡ（ｌｏｎｇｎｏｎ－ｃｏｄｉｎｇＲＮＡ，ｌｎｃＲＮＡ）是一类长度大于２００ｂｐ的非编码ＲＮＡ［５］。

众多研究结果表明，ｌｎｃＲＮＡ在调节一系列的生物学过程包括基因转录与翻译、表观遗传修饰、细胞增殖与分化、细胞周期与凋亡等过程中发挥重要作用。

已经证实一些ｌｎｃＲＮＡ在肿瘤中异常表达，异常表达的ｌｎｃＲＮＡ在肿瘤发生发展中起着促进或抑制的作用，其有望成为肿瘤的诊断或治疗分子标志物［６，７］。

此外，相对于编码基因或微小ＲＮＡ（ｍｉｃｒｏＲＮＡ，ｍｉＲＮＡ），ｌｎｃＲＮＡ组织特异性分布及肿瘤特异性表达的特性使其更有利于作为肿瘤分子标志物［８］。

本研究利用癌症基因组图谱（ＴｈｅＣａｎｃｅｒＧｅｎｏｍｅＡｔｌａｓ，ＴＣＧＡ）中结肠癌转录组测序数据，筛选具有预后意义的差异表达ｌｎｃＲＮＡ分子，并通过共表达分析及功能富集分析初步揭示这些ｌｎｃＲＮＡ可能参与的生物学过程，为进一步研究其功能提供理论依据。

１　资料与方法
１．１　一般资料
下载癌症基因组图谱数据库（ｈｔｔｐｓ：／／ｃａｎｃｅｒｇｅｎｏｍｅ．ｎｉｈ．ｇｏｖ）中有关结肠癌患者的转录组测序数据及相应的临床资料。

该数据库中共有４８０例结肠癌及４１例癌旁组织样本测序数据。

患者的临床资料包括ＴＮＭ分期、生存时间（随访时间）和生存状态。

１．２　数据处理
采用Ｒ软件进行数据处理。

首先去除ＴＮＭ分期数据缺失的患者，并对重复取样的肿瘤个体组织取其表达值的平均值作为最终表达值。

依据ＧＥＮＣＯＤＥ数据库中有关ｌｎｃＲＮＡ和编码基因的注释信息将其从分别转录组表达数据中筛选出来［９］；去除在所有样本中表达值缺失大于２０％的ｌｎｃＲＮＡ，共得到４１０５个ｌｎｃＲＮＡ。

采用ｅｄｇｅＲ包筛选在结肠癌和癌旁组织中差异表达的ｌｎｃＲＮＡ，筛选标准为：｜ｌｏｇＦＣ｜＞２且ＦＤＲ＜０．０５。

将差异表达ｌｎｃＲＮＡ表达值取以ｌｏｇ１０为底的对数，采用ｇｐｌｏｔｓ包绘制热图，并对所有样本进行聚类。

采用ｓｕｒｖｉｖａｌ包中Ｃｏｘｐｈ模型进行单因素Ｃｏｘ回归分析以筛选预后ｌｎｃＲＮＡ，采用Ｋａｐｌａｎ－Ｍｅｉｅｒ法绘制患者生存曲线，以ｌｎｃＲＮＡ表达值的中位数作为分界值，低于该值为低表达组，高于该值为高表达组。

计算编码基因与预后ｌｎｃＲＮＡ表达值之间的Ｐｅａｒｓｏｎ相关系数，相关系数大于０．４即认为该编码基因是ｌｎｃＲＮＡ的共表达基因；利用在线数据库ＤＡＶＩＤ对共表达基因进行京都基因与基因组百科全书（ＫｙｏｔｏＥｎｃｙｃｌｏｐｅ ｄｉａｏｆＧｅｎｅｓａｎｄＧｅｎｏｍｅｓ，ＫＥＧＧ）分析［１０］，ＦＤＲ＜０．０５即认为共表达基因明显富集于该通路。

１．３　统计学分析
所有统计分析均在Ｒ软件中进行，采用Ｗａｌｄｔｅｓｔ检验Ｃｏｘｐｈ模型中ｌｎｃＲＮＡ是否与预后有关，以Ｐ＜０．０５为差异有统计学意义。

２　结果
２．１　结肠癌数据集特征
从ＴＣＧＡ数据库中获得结肠癌数据集转录组数据和相应的临床数据，去除ＴＮＭ分期数据缺失的患者，获得４４３例结肠癌及４１例相应的癌旁组织样本，其中年龄≤６０岁２３６例，＞６０岁２０７例；男性２３３例，女性２１０例；结肠癌Ⅰ期７５例，Ⅱ期１７６例，Ⅲ期１２８例，Ⅳ期６４例；存活３４６例，死亡９７例。

２．２　差异表达ｌｎｃＲＮＡ筛选
采用ｅｄｇｅＲ包筛选在结肠癌及癌旁组织中差异表达的ｌｎｃＲＮＡ，结果显示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期中差异表达ｌｎｃＲＮＡ分别有２９４、２８９、２７７、３１８个，有２２７个ｌｎｃＲＮＡ在肿瘤各期中均呈差异表达（图１Ａ），其中１６９个在结肠癌中表达上调（图１Ｂ），５８个表达下调（图１Ｃ），可以看出在肿瘤各期中差异表达的ｌｎｃＲＮＡ基本一致。

聚类分析结果显示，这些差异表达的ｌｎｃＲＮＡ能够将癌组织和癌旁组织区分开（图２），表明这些差异表达ｌｎｃＲＮＡ在癌组织和癌旁组织中具有明显不同的
表达模式。

图１　在结肠癌Ⅰ－Ⅳ期中异常表达的ｌｎｃＲＮＡ韦恩图
Ａ：结肠癌Ⅰ－Ⅳ期中异常表达的ｌｎｃＲＮＡ；Ｂ：结肠癌Ⅰ－Ⅳ期中表达上调的ｌｎｃＲＮＡ；Ｃ：结肠癌Ⅰ－Ⅳ期中表达下调的ｌｎｃＲＮＡ。

Ｆｉｇ．１　ＶｅｎｎｄｉａｇｒａｍｏｆａｂｅｒｒａｎｔｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｌｎｃＲＮＡｉｎｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒｆｏｒⅠ－ⅣｓｔａｇｅＡ：ＡｂｅｒｒａｎｔｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｌｎｃＲＮＡｉｎｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒｆｏｒⅠ－Ⅳｓｔａｇｅ．Ｂ：ＵｐｒｅｇｕｌａｔｅｄｌｎｃＲＮＡｉｎｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒｆｏｒⅠ－Ⅳｓｔａｇｅ．Ｃ：ＤｏｗｎｒｅｇｕｌａｔｅｄｌｎｃＲＮＡｉｎｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒｆｏｒⅠ－Ⅳｓｔａｇｅ．
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现代肿瘤医学　２０２０年０９月　第２８卷第１７期 ＭＯＤＥＲＮＯＮＣＯＬＯＧＹ，Ｓｅｐ ２０２０，ＶＯＬ ２８，Ｎｏ １７
图２　结肠癌与癌旁组织中异常表达的ｌｎｃＲＮＡ热图
Ｆｉｇ．２　ＨｅａｔｍａｐｏｆａｂｅｒｒａｎｔｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｌｎｃＲＮＡｓｉｎｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒ
ａｎｄｐａｒａｃａｎｃｅｒｔｉｓｓｕｅｓ
２．３　生存分析鉴定具有预后意义的ｌｎｃＲＮＡ
在上述结肠癌数据集中进一步去除无随访数据或生存时间（随访时间）小于３０天的患者，得到４２０例具有完整生存资料的结肠癌样本。

生存分析鉴定出１
５个ｌｎｃＲＮＡ与预后显著相关（Ｐ＜０．０５），其中高表达且预后差的有ＡＣ０２０８９１．２、ＡＦＡＰ１－ＡＳ１、ＡＣ１０５２１９．２、ＬＩＮＣ０２０８１、ＰＴＧＥＳ２
－ＡＳ１、ＳＬＣＯ４Ａ１－ＡＳ１、ＡＣ００４９８８．１、ＡＣ０２２７８４．１、Ｃ２ｏｒｆ４８、ＤＵＸＡＰ８、ＬＩＮＣ０１８３６、ＢＸ４７０１０２．１、Ｈ１９；高表达且预后好的有Ａ
Ｃ１０４８２３．１、ＬＩＮＣ０１５５５（表１、图３）。

表１　结肠癌组织中具有预后意义的差异表达ｌｎｃＲＮＡ
Ｔａｂ．１　ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｌｎｃＲＮＡｓｗｉｔｈｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｉｎ
ｃｏｌｏｎｃａｎｃｅｒｔｉｓｓｕｅＥＮＳＧｎｕｍｂｅｒ
ｌｎｃＲＮＡ
Ｃｏｘｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
Ｐ
Ｃｏ－ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ
ｇｅｎｅｎｕｍｂｅｒｓ
ＥＮＳＧ０００００２５９３０６ＡＣ０２０８９１．２０．８３６０．０００１１７５ＥＮＳＧ０００００２７２６２０ＡＦＡＰ１－ＡＳ１０．６０００．００４３ＥＮＳＧ０００００２２４０９９ＡＣ１０４８２３．１－０．５６１０．００８０ＥＮＳＧ０００００２５４５４８ＡＣ１０５２１９．２０．４９９０．０１８２７９ＥＮＳＧ０００００２６７１２３
ＬＩＮＣ０２０８１
０．５０００．０１９５６ＥＮＳＧ０００００２３２８５０ＰＴＧＥＳ２－ＡＳ１０．４７６０．０２６１３０９ＥＮＳＧ０００００２３２８０３ＳＬＣＯ４Ａ１－ＡＳ１０．４６８０．０２７５０ＥＮＳＧ０００００２０３４４６ＡＣ００４９８８．１０．４５８０．０２９１４３４ＥＮＳＧ０００００２４８５３８ＡＣ０２２７８４．１０．４５３０．０２９４１ＥＮＳＧ０００００１６３００９Ｃ２ｏｒｆ４８０．４５９０．０３２２７６ＥＮＳＧ０００００２０６１９５ＤＵＸＡＰ８０．４４８０．０３２１１４ＥＮＳＧ０００００１８０８６９ＬＩＮＣ０１５５５－０．４４２０．０３７５０２ＥＮＳＧ０００００２６７５３０ＬＩＮＣ０１８３６０．４３４０．０４１６４５ＥＮＳＧ０００００２３８２７９ＢＸ４７０１０２．１
０．４２９０．０４４３７ＥＮＳＧ０００００１３０６００
Ｈ１９
０．４２６
０．０４５
２
图３　Ｋａｐｌａｎ－Ｍｅｉｅｒ法分析ｌｎｃＲＮＡ表达水平与患者生存的关系
Ｆｉｇ．３　ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｏｆｌｎｃＲＮＡｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｐａｔｉｅｎｔｏｖｅｒａｌｌｓｕｒｖｉｖａｌａｎａｌｙｓｅｄｂｙＫａｐｌａｎ－Ｍｅｉｅｒｍｅｔｈｏｄ
２．４　ＫＥＧＧ通路分析
由于大多数ｌｎｃＲＮＡ的功能目前并不清楚，因此采用与ｌｎｃＲＮＡ共表达的编码基因来预测其可能参与的信号通路或生物学过程。

ＫＥＧＧ分析显示，ＡＣ０２０８９１．２、ＰＴＧＥＳ２－ＡＳ１、ＡＣ００４９８８．１三个ｌｎｃＲＮＡ共表达基因具有明显富集的通路；
ＡＣ０２０８９１．２共表达基因主要富集在剪接体、真核生物核糖体合成、核糖体、ｍＲＮＡ监视通路及ＲＮＡ转运通路；ＰＴＧＥＳ２－ＡＳ１所涉及的通路主要是ｍＲＮＡ监视通路；ＡＣ００４９８８．１主要参与的通路主要是嗅觉传导和味觉传导（表２）。

·６００３·闫军浩，等 基于癌症基因组图谱数据分析筛选结肠癌预后相关长链非编码ＲＮＡ
表２　ｌｎｃＲＮＡ共表达基因ＫＥＧＧ通路分析
Ｔａｂ．２　ＫＥＧＧｐａｔｈｗａｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｌｎｃＲＮＡｃｏ－ｅｘｐｒｅｓｓｅｄｇｅｎｅｓ
ｌｎｃＲＮＡＴｅｒｍＧｅｎｅｓｃｏｕｎｔｓＦｏｌｄｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔＦＤＲ
ＡＣ０２０８９１．２ｈｓａ０３０４０：Ｓｐｌｉｃｅｏｓｏｍｅ２４４．３０５．８２Ｅ－０６ＡＣ０２０８９１．２ｈｓａ０３００８：Ｒｉｂｏｓｏｍｅｂｉｏｇｅｎｅｓｉｓｉｎｅｕｋａｒｙｏｔｅｓ１７４．６６５．８３Ｅ－０４ＡＣ０２０８９１．２ｈｓａ０３０１０：Ｒｉｂｏｓｏｍｅ２１３．６８９．５１Ｅ－０４ＡＣ０２０８９１．２ｈｓａ０３０１５：ｍＲＮＡｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅｐａｔｈｗａｙ１６４．１９５．６４Ｅ－０３ＡＣ０２０８９１．２ｈｓａ０３０１３：ＲＮＡｔｒａｎｓｐｏｒｔ２２３．０５１．０８Ｅ－０２ＰＴＧＥＳ２－ＡＳ１ｈｓａ０３０１５：ｍＲＮＡｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅｐａｔｈｗａｙ１６３．７０２．５６Ｅ－０２ＡＣ００４９８８．１ｈｓａ０４７４０：Ｏｌｆａｃｔｏｒｙｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ６６２．６２４．２１Ｅ－１０ＡＣ００４９８８．１ｈｓａ０４７４２：Ｔａｓｔｅｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ１５５．２８４．４１Ｅ－０４
３　讨论
随着二代测序技术的普及和数据分析水平的进步，众多研究结果表明约７０％的人类基因组被广泛地转录，编码基因转录本只占约２％，大部分转录产物不具有编码蛋白的功能，这些非编码ＲＮＡ的生物学功能特别是在肿瘤中的作用正越来越受到重视［１１，１２］。

ｌｎｃＲＮＡ是非编码ＲＮＡ（ｎｃＲＮＡ）的一大类，可以通过表观遗传调控、转录调控、转录后调控等多种形式作用于靶基因而发挥调控作用［１３，１４］。

表观遗传调控涉及组蛋白修饰、基因组印记、ＤＮＡ甲基化和ｎｃＲＮＡ关联，如ｌｎｃＲＮＡＰＲＣ１和ＰＲＣ２可以通过与作用于组蛋白修饰复合体而抑制某些基因如Ｈｏｘ的表达［１５］。

ｌｎｃＲＮＡ也可以在转录水平干扰基因的表达，如ＤＮＡ损伤时肿瘤抑制因子ｐ５３可以诱导ｌｎｃＲＮＡＴＵＧ１的表达，ＴＵＧ１通过结合ＰＲＣ２而抑制细胞周期相关基因的表达；ｌｎｃＲＮＡＨＯＴＡＩＲ是一个ＨＯＸ转录本的反义ＲＮＡ，可以抑制ＨＯＸＣ基因的转录［１６，１７］。

不成熟的转录ＲＮＡ产物通过转录后处理才能成为成熟的ＲＮＡ如ｍＲＮＡ、ｔＲＮＡ和ｒＲＮＡ。

一些ｌｎｃＲＮＡ通过作用于剪接过程或与剪接因子相互作用而在转录后水平发挥调控作用，多聚嘧啶结合蛋白１（ＰＴＢＰ１）是一种剪接调控因子，Ｐｎｋｙ是一个神经系统特有的ｌｎｃＲＮＡ，Ｐｎｋｙ通过结合ＰＴＢＰ１在神经干细胞中调节神经发生关键基因的可变剪接［１８］。

ｌｎｃＲＮＡ也可以通过作用于激素受体或作为小ＲＮＡ前体发挥调控作用。

目前，在ＧＥＮＣＯＤＥ数据库中已经注释了超过１．５万条ｌｎｃＲＮＡ［９］。

大部分ｌｎｃＲＮＡ功能未知，通过大样本数据预测ｌｎｃＲＮＡ的功能可为进一步探索ｌｎｃＲＮＡ在肿瘤中的作用奠定基础，并有望发现新的肿瘤特异性分子标志物。

ＴＣＧＡ数据库是科学界广泛使用的开放数据库，目前含有３３类肿瘤的超过１．１万例的多维度基因测序数据，是临床肿瘤研究者可以利用的大样本肿瘤资源库［１９］。

本研究利用ＴＣＧＡ数据库中结肠癌及癌旁组织的ＲＮＡ测序数据，首先从表达数据中挑选出ｌｎｃＲＮＡ转录本，共纳入４１０５个ｌｎｃＲＮＡ。

结肠癌各ＴＮＭ分期中筛选出一致性差异表达ｌｎｃＲＮＡ２２７个，其中１６９个在肿瘤样本中表达上调，５８个表达下调。

采用单因素Ｃｏｘ回归模型筛选出１５个差异表达的ｌｎｃＲＮＡ与预后显著相关，其中３个ｌｎｃＲＮＡ，即ＡＦＡＰ１－ＡＳ１、ＤＵＸＡＰ８及Ｈ１９，与已发表文献所得结果一致［２０－２９］，其余ｌｎｃＲＮＡ功能目前暂无相关研究报道。

ＡＦＡＰ１－ＡＳ１（ａｃｔｉｎｆｉｌａｍｅｎｔ－ａｓｓｏｃｉａｔｅｄｐｒｏ ｔｅｉｎ１ａｎｔｉｓｅｎｓｅＲＮＡ１）在多类肿瘤中的作用已经被证实，ＡＦＡＰ１－ＡＳ１在胃癌、结肠癌、非小细胞肺癌、视网膜细胞瘤等肿瘤中高表达，干扰ＡＦＡＰ１－ＡＳ１表达可抑制肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭［２０－２３］。

荟萃分析表明ＡＦＡＰ１－ＡＳ１在多类肿瘤中的高表达与患者较短的无病生存期、无复发生存期、无进展生存期及总生存期显著相关，此外高表达ＡＦＡＰ１－ＡＳ１的患者倾向于有较晚的临床分期、较大的肿瘤体积和较早的远处转移等［２４，２５］。

ＤＵＸＡＰ８（ｄｏｕｂｌｅｈｏｍｅｏｂｏｘＡｐｓｅｕ ｄｏｇｅｎｅ８）在食管癌、胃癌和非小细胞肺癌中过表达并与患者较差的预后相关，抑制ＤＵＸＡＰ８表达可抑制肿瘤细胞增殖、侵袭和克隆形成能力，分子水平上可能是通过调控Ｗｎｔ／β－ｃａｔｅｎｉｎ通路或影响ＰＬＥＫＨＯ１表达或抑制肿瘤抑制因子ＥＧＲ１、ＲＨＯＢ表达而发挥促肿瘤作用［２６－２８］。

Ｈ１９是一个发现较早的ｌｎｃＲＮＡ，在胚胎组织中表达较高，并在胚胎发育中起着重要作用，而在成人的多数组织中表达降低或缺乏，众多研究表明Ｈ１９有望成为一些肿瘤诊断或治疗的分子标志物［２９］。

Ｈ１９可以通过作为竞争性内源ＲＮＡ（ｃｏｍｐｅｔｉｎｇｅｎ ｄｏｇｅｎｏｕｓＲＮＡ，ｃｅＲＮＡ）抑制ｍｉＲＮＡ或结合表观遗传调控因子等多种形式行使功能，目前对于Ｈ１９在肿瘤中的作用仍有争议，Ｈ１９在多数肿瘤包括胃癌、结肠癌、膀胱癌等中高表达并起促癌作用，而在某些肿瘤如甲状腺乳头状癌中起抑癌基因的作用［２９，３０］。

本研究通过生物信息学方法筛选所获得的具有预后意义的ｌｎｃＲＮＡ，大部分功能目前尚没有报道，因此，我们通过共表达分析，获得与ｌｎｃＲＮＡ表达相关性较高的编码基因，进而通过基因富集分析初步探索这些ｌｎｃＲＮＡ的作用。

ＫＥＧＧ通路分析显示，仅有ＡＣ０２０８９１．２、ＰＴＧＥＳ２－ＡＳ１、ＡＣ００４９８８．１三个ｌｎｃＲＮＡ共表达基因能够明显富集于某些通路，主要涉及核糖体生物合成、ｍＲＮＡ监视通路等。

癌细胞中核糖体数量及核糖体生物合成功能均明显增加，以维持其不受控制的增殖能力，相比于正常细胞，抑制细胞核糖体生物合成对肿瘤细胞的生存影响更大，干扰这一通路被认为是治疗癌症的有效靶点，目前已经有针对该通路的药物进入临床试验［３１］。

真核生物ｍＲＮＡ传递基因信息从ＤＮＡ到蛋白质是一个复杂的过程，包括基因转录、前ｍＲＮＡ剪接、细胞内转运、蛋白质翻译及降解等多个生物学过程，细胞有许多监视机制来控制生成的ｍＲＮＡ质量，以确保合成正确的蛋白质［３２］。

ｍＲＮＡ监视机制在调节基本的生物学过程中发挥重要作用，这一机制中的某些缺陷可以引起多发性骨髓瘤、腺瘤等疾病［３３］。

综上所述，本课题组通过分析ＴＣＧＡ结肠癌数据集，发现了一批在结肠癌中差异表达的ｌｎｃＲＮＡ，生存分析鉴定出一些差异表达ｌｎｃＲＮＡ与预后显著相关。

这些ｌｎｃＲＮＡ为后续深入研究其功能提供了线索，并有望成为结肠癌诊断或治疗的新的分子标志物。

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现代肿瘤医学　２０２０年０９月　第２８卷第１７期 ＭＯＤＥＲＮＯＮＣＯＬＯＧＹ，Ｓｅｐ ２０２０，ＶＯＬ ２８，Ｎｏ １７
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（编校：蔺癑）
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８００３·闫军浩，等 基于癌症基因组图谱数据分析筛选结肠癌预后相关长链非编码ＲＮＡ。