利用生物信息学分析方法识别子宫颈癌患者预后相关长链非编码RNA

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网络出版时间:2020-10-2316:26 网络出版地址:https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1073.R.20201023.0917.021.html
利用生物信息学分析方法识别子宫颈癌患者预后相关长链非编码RNA
张 妍1,李 娟2,齐丽荣3,何洪敏1
摘要:目的 利用生物信息学分析方法,通过对肿瘤基因组图谱(
theCancerGenomeAtlas,TCGA)数据库中存储的子宫颈癌测序数据及临床资料进行分析,试图去识别子宫颈癌预后相关的lncRNA,弥补目前lncRNA在子宫颈癌上研究的不足。

方法 TCGA数据库官网下载子宫颈癌转录组测序数据及临床资料,筛选子宫颈癌与正常组织的差异lncRNA,利用Kaplan Meier生存分析和单因素Cox分析初步筛选与患者预后相关的l
ncRNA基因集,采用多因素Cox法对初步筛选的lncRNA基因集构建与子宫颈癌患者预后相关的基因模型,对在基因模型中具有显著性的lncRNA进行靶基因的功能注释。

结果 首先筛选出子宫颈癌与正常组织差异的lncRNA292个,利用Kaplan Meier生存分析和单因素Cox分析初步筛选与患者预后具有相关lncRNA8个,利用多因素Cox模型构建患者预后相关的7个lncRNA构成预测模型,AUC值为0 714,模型具有可靠性。

结论 共筛选出7个与子宫颈癌预后相关的lncRNA,其中有4个lncRNA在子宫颈癌中尚未涉及,为今后进行相关研究提供方向。

关键词:子宫颈肿瘤;TCGA数据库;lncRNA;生物信息分析中图分类号:R737 33 文献标志码:A 文章编号:1001-7399(2020)10-1222-05doi
:10.13315/j.cnki.cjcep.2020.10.021接受日期:2020-06-10
基金项目:山东省枣庄市卫生局医药卫生科技发展计划项目
(2015033)
作者单位:

山东省枣庄市立医院病理科,枣庄 2771002山东省枣庄市妇幼保健院病理科,枣庄 2771003
山东省枣庄市市中区妇幼保健院检验科,枣庄 277100
作者简介:张 妍,女,硕士,主治医师。

E mail:624894238@qq.com
何洪敏,男,副主任医师,通讯作者。

E mail:ssdzhhm@163.com
子宫颈癌是女性常见的三大肿瘤之一。

WHO提供的数据显示全球范围内每年可以确诊的子宫颈癌病例达50万,而中国是子宫颈癌高发国家,每年确诊的子宫颈癌患者达13 5万人,占全球确诊人数的25%。

近年来,年轻妇女子宫
颈癌的发病率呈上升趋势[1-2]。

积极探索子宫颈癌发生、发
展机制及筛选预后相关分子标志物对攻克子宫颈癌具有积极的意义。

lncRNA是一类长度大于200nt的非编码RNA,广泛存在于真核细胞,随着高通量测序技术的发展,人们逐渐发现lncRNA在各种类型肿瘤的发生、发展过程中起重要作用,但lncRNA与子宫颈癌的相关性研究目前仍处于初始
阶段。

本实验主要基于肿瘤数据库数据,利用生物信息学分析方法,识别子宫颈癌预后相关的lncRNA。

1 材料与方法
1.1 数据获取及差异lncRNA的筛选 子宫颈癌转录组测序数据和临床数据矩阵文件从TCGA数据库官网直接下载,测序数据类型为原始数据,数据下载后整理出具有完整临床信息的306例子宫颈癌样本及3例配对癌旁样本信息,本实验数据基于数据库不需伦理委员会批准,使用R软件中的limma包筛选差异的lncRNA。

1.2 生存分析 首先利用R软件进行Kaplan Meier生存分析和单因素C
ox分析,获取具有统计学意义(P<0 05)的ln cRNA,随后将筛选出的预后相关基因进行多因素回归分析,以风险值=∑(基因系数×基因表达量)构建风险模型,并分析模型的可靠性,最终确定出与子宫颈癌预后相关的ln cRNA。

1.3 lncRNA靶基因的确定 本实验采用R软件中的Cor函数通过共表达方式进行预后lncRNA靶基因的筛选。

1.4 lncRNA靶基因功能注释和通路分析 分别加载R软件包“clusterProfiler”、“org Hs.eg.db”、“enrichplot”和“ggplot2”进行对lncRNA靶基因的GO和KEGG富集分析,GO与KEGG富集结果以气泡图和列表形式呈现。

1.5 统计学分析 所有统计分析均使用R(v 3 4 3)进行,初步筛选差异lncRNA条件为FDR<0 05且差异倍数变化>2(|logFC|>1),生存相关的预后分析涉及统计学意义的均选择P<0 05,在寻找子宫颈癌预后相关lncRNA靶基因过程中实验选用的共表达P
earsson相关系数绝对值>0 4且P<0 05,最后在进行GO与KEGG统计学分析过程中FDR<0 05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 子宫颈癌与癌旁组织差异lncRNA初步筛选 对TC GA数据库中3
06例子宫颈癌样本和3例癌旁样本进行差异分析,以foldchange(差异倍数)绝对值>2倍且FDR值<0 05为界限,初步筛选共发现差异lncRNA292个,其中上调的lncRNA有179个,下调的lncRNA有113个(图1)。

2.2 差异lncRNA预后相关分析 分别对上述292个差异lncRNA进行Kaplan Meier生存分析与单因素Cox分析,然后取两者交集,最终筛选出8个显著差异的lncRNA,结果详见表1和图2。

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2221·临床与实验病理学杂志 JClinExpPathol 2020Oct;36(10)
图1 差异lncRNA火山图:红色表示上调的lncRNA,绿色表示下调的l
ncRNA2.3 构建7个lncRNA的多因素Cox模型 对上述筛选的8个lncRNA进行多因素Cox分析,构建生存模型(图3A),模型可靠性采用绘制ROC曲线形式呈现(图3B)。

根据风险值将样本分为高风险与低风险两组,进行生存相关分析(图3C)。

2.4 lncRNA靶基因功能注释 利用生物信息学分析方法
首先筛选多因素Cox分析构建的基因模型中差异有显著性的4个l
ncRNA,即LINC00908、LINC01305、CASC15和DLEU1的共表达靶基因,筛选条件为Pearsson相关系数绝对值>0
4,且P<0 05,最后筛选出符合条件的编码基因1187个,最后对共表达靶基因进行功能注释,包括GO和KEGG,最显著富集分析结果见图4与表2(只包括GO分析中显著的生物学过程部分,表3)。

表1 Kaplan Meier与单因素Cox生存分析筛选出的
8个显著差异的lncRNA
lncRNA
差异倍数矫正后P值(差异)
P值

KM)P值
(unicoX)DLEU11.4420.034
0.01360.0052
LINC00908-4.1441.086E 100.04850.0255LINC00702-3.6552.222E 090.00540.0117LINC013375.7500.0110.04530.0089CASC151.6440.0330.00430.0071LINC00484-2.5083.66E 050.00130.0418UNQ6494-2.1470.0090.0277
0.0162
LINC01305
7.345
0.019
0.001390.0023
差异倍数.对肿瘤比正常组织的差异倍数log2

图3 7个lncRNA构建的预后模型:A.7个lncRNA构建的预测模型以森林图形式呈现, P<0 05, P<0 01;B.评估模型可靠性的ROC曲线图;C.
风险值相关预后生存分析
图4 lncRNA靶基因功能注释图:A 靶基因的GO分析结果;GO包括BP(生物学过程)、CC(细胞成分)和MF(分子功能)三部分,图中显示每部分最显著的前10个分析;B.靶基因KEGG分析结果,红色越红表示显著性强,蓝色显示结果相反,黑色圆表示基因集中富集到该功能或者通路上的基因的数目,数目越大,表示富集的基因数目越多
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·临床与实验病理学杂志 JClinExpPathol 2020Oct;36(10)
表2 lncRNA靶基因的生物学过程富集
GO编号 生物学
过程描述
矫正后
P值
富集基因
数量
GO:0030198胞外基质组织1.15E 2580GO:0043062胞外结构组织2.81E 2484GO:0035082轴突装配2.82E 1224GO:0001578微管束形成7.22E 1127GO:0031589细胞-基质黏附1.22E 1055GO:0001655泌尿生殖系统发育7.08E 0950GO:0007160细胞基质黏附2.53E 0839GO:0061448结缔组织发育3.31E 0741GO:0098742细胞膜黏附分子对细胞
的黏附作用
1.90E 0640GO:0030199胶原原纤维组织2.39E 0616GO:0070268角质化6.08E 0623GO:0035987内胚层细胞分化1.26E 0514
表3 lncRNA靶基因的通路富集
KEGG编号通路描述矫正后
P值
富集基因
数量
hsa04512胞外基质受体相互作用4.17E 1024
hsa04510焦点粘连7.02E 0833
hsa04151PI3K/Akt信号通路7.80E 0744
hsa04974蛋白消化与吸收1.94E 0518
hsa04514细胞黏附分子0.00045961821
hsa04020钙离子信号通路0.00073403524
hsa04015RAPI信号通路0.00204398424
hsa04270血管平滑肌收缩0.00557924917
hsa04540缝隙连接0.00720882113
hsa04022cGMP PKG信号通路0.01052824219
hsa04810肌动蛋白细胞骨架的调控0.03110708921
3 讨论
TCGA数据库是目前全球范围内最大的肿瘤公共数据库,为当前肿瘤相关研究提供宝贵的数据资源[3]。

作者首先根据基因转录水平数据对子宫颈癌与癌旁组织中的差异ln cRNA进行筛选,然后对初步筛选出的全部差异lncRNA进行Kaplan Meier生存分析和单因素Cox分析,选择两种分析结果差异均具有显著性的lncRNA基因集,最后共筛选出8个与患者预后相关的lncRNA,分别为:DLEU1、LINC00908、LINC00702、LINC01337、CASC15、LINC00484、UNQ6494和LINC01305。

随后采用多因素Cox回归分析法构建与患者预后相关的基因模型,结果显示构建的多基因模型其C统计量为0 7,ROC曲线面积为0 714,根据构建模型的多基因risk score(riskscore中位值为1 0856)将样本分为高风险组和低风险组,结果显示差异有显著性(P=2 834E 06),说明作者构建的基于lncRNA分子预测模型具有较为良好的效能,可以实现对子宫颈癌患者预后状况的有效预测。

对于模型中7个lncRNA在肿瘤研究领域尤其子宫颈癌相关的研究情况,LINC00702在脑胶质瘤中可以通过激活Wnt/β catenin通路促进其进展[4],在非小细胞肺癌中,LINC00702通过调节miR 510/pten轴抑制非小细胞肺癌的增殖和侵袭[5],而其在子宫颈癌中研究还未涉及,模型构建结果提示其可能是子宫颈癌的一个促癌因子。

LINC01305可以通过抑制TNXB介导的PI3K/Akt信号通路抑制子宫颈癌细胞上皮间充质转移[6]。

DLEU1作为促癌因子在卵巢癌、子宫内膜癌等多种肿瘤中均有参与[7-8],在子宫颈癌中,研究发现DLEU1通过与miR 381相互作用促进子宫颈癌中HOXA13的表达,从而促进子宫颈癌的增殖和侵袭[9]。

CASC15在肿瘤中研究也较多,在子宫颈癌中发现lncRNACASC15与其肿瘤生长密切相关,是子宫颈癌预后较差的诊断因子[10],这与本实验结果一致。

目前,LINC00908、LINC01337与LINC00484在肿瘤领域中的相关研究还未涉及,这为以后相关研究提供了新的分子靶标。

为实现对子宫颈癌预后相关lncRNA功能的解读,通过对其共表达基因功能的注释。

靶基因的生物学功能注释结果显示,子宫颈癌预后相关的lncRNA生物学过程主要富集细胞膜黏附分子对细胞的黏附作用、胶原原纤维组织、角质化、内胚层细胞分化等几个方面,这些生物学过程均参与了子宫颈癌的发生、发展过程。

在通路方面,其富集的通路主要集中在胞外基质受体相互作用、焦点粘连、PI3K/Akt信通路号、蛋白消化与吸收、细胞黏附分子、钙离子信号通路等肿瘤相关通路,鉴于本实验基于生物信息学方法,深层次机制研究还要基于湿实验进行验证。

综上所述,本实验利用生物信息学的方法分析了TCGA数据库中子宫颈癌测序数据,同时构建与子宫颈癌预后相关的7个lncRNA基因集模型,并对其功能进行注释,该实验丰富了和创新了子宫颈癌lncRNA研究内容,也为今后子宫颈癌非编码RNA的研究提供新思路。

参考文献:
[1] CastlePE,KinneyWK,XueX,etal.Effectofseveralnegativeroundsofhumanpapillomavirusandcytologyco testingonsafetya gainstcervicalcancer:anobservationalcohortstudy[J].AnnIn ternMed,2018,168(1):20-29.
[2] BanerjeeS.Bevacizumabincervicalcancer:astepforwardforsur vival[J].Lancet,2017,390(10103):1626-1628.
[3] CancerGenomeAtlasResearchNetwork,WeinsteinJN,CollissonEA,etal.Thecancergenomeatlaspan canceranalysisproject[J].NatGenet,2013,45(10):1113-1120.
[4] LiT,RenJ,MaJ,etal.LINC00702/miR 4652 3p/ZEB1axispromotestheprogressionofmalignantmeningiomathroughactiva tingWnt/beta cateninpathway[J].BiomedPharmacother,2019,113:108718.
[5] YuW,LiD,DingX,etal.LINC00702suppressesproliferationandinvasioninnon smallcelllungcancerthroughregulatingmiR 510/PTENaxis[J].Aging(AlbanyNY),2019,11(5):1471-
1485
[6] YanSP,ChuDX,QiuHF,etal.LncRNALINC01305silen cinginhibitscellepithelial mesenchymaltransitionincervicalcancerbyinhibitingTNXB mediatedPI3K/Aktsignallingpathway[J].JCellMolMed,2019,23(4):2656-2666.
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临床与实验病理学杂志 JClinExpPathol 2020Oct;36(10)
[7] ShaoW,LiY,ChenF,etal.Longnon codingRNADLEU1contributestothedevelopmentofendometrialcancerbysponging
miR 490toregulateSP1expression[J].Pharmazie,2018,73
(7):379-385.
[8] WangLL,SunKX,WuDD,etal.DLEU1contributestoovari ancarcinomatumourigenesisanddevelopmentbyinteractingwith
miR 490 3pandalteringCDK1expression[J].JCellMolMed,2017,21(11):3055-3065.[9] LiuC,TianX,ZhangJ,JiangL.Longnon codingRNADLEU1promotesproliferationandinvasionbyinteractingwithmiR 381
andenhancingHOXA13expressionincervicalcancer[J].FrontGenet,2018,9:629.
[10]ShanS,LiHF,YangXY,etal.HigherlncRNACASC15ex pressionpredictspoorprognosisandassociateswithtumorgrowth
incervicalcancer.[J]EurRevMedPharmacolSci,2019,23
(2):507-512.
网络出版时间:2020-10-2316:26 网络出版地址:https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1073.R.20201023.0917.022.html直肠孤立性错构瘤性息肉2例并文献复习
张 晶1,胡 豪1,史晓辰1,于恩达2,朱明华1
摘要:目的 探讨直肠孤立性错构瘤性息肉(solitaryhamar tomatouspolyp,SHP)的临床病理学特征、诊断与鉴别诊断。

方法 对2例直肠SHP行HE及免疫组化EnVision两步法染色,并复习相关文献。

结果 2例患者临床均表现为排便异常,息肉均位于直肠,大小分别为环肠腔一周和占肠腔1/3,质地较软。

光镜显示腺上皮及平滑肌组织增生,腺上皮轻~中度异型,腺体间夹杂平滑肌束,腺上皮和平滑肌排列较紊乱。

免疫表型:SMA、Calponin、desmin标记平滑肌阳性,平滑肌在腺体之间排列紊乱。

结论 直肠SHP属于罕见的胃肠道息肉,依靠病理学检查可确诊,内镜下易误诊为恶性病变。

关键词:胃肠道息肉;错构瘤性息肉;直肠;临床病理;免疫组织化学
中图分类号:R735 3 文献标志码:A
文章编号:1001-7399(2020)10-1226-03
doi:10.13315/j.cnki.cjcep.2020.10.022
孤立性错构瘤性息肉(solitaryhamartomatouspolyp,SHP)临床上常表现为巨大息肉,又称孤立性溃疡综合征,属于黏膜脱垂综合征的一种,该病是发生在胃肠道的良性息肉,临床较为罕见。

本文回顾性分析2例直肠SHP的临床病理学特征、诊断及鉴别诊断等,旨在提高临床和病理医师对其认识水平,避免误、漏诊。

接受日期:2020-05-01
基金项目:上海市医苑新星青年医学人才项目[沪卫人事(2020)087]、长海医院深蓝123自由探索项目(2019SLZ001)
作者单位:海军军医大学附属长海医院1病理科、2肛肠外科,上海 200433
作者简介:张 晶,女,副教授,副主任医师。

E mail:121842130@qq.com
朱明华,男,教授,博士生导师,主任医师,通讯作者。

E mail:18930564299@163.com1 材料与方法
1.1 材料 收集2014~2015年海军军医大学第一附属医院确诊的2例直肠SHP。

例1女性,83岁,患者于1个月前出现排便困难,自觉大便变细,服用大黄类泻药(具体不详)后症状缓解。

3天前出现腹痛,排便后缓解。

电子肠镜显示:直肠远端环肠腔一周增生性病变,质地软(图1),结肠黏膜正常,血管纹理清楚,皱襞完整,未见出血、溃疡。

于2014年12月行肿物活检并送病理检查。

例2男性,38岁,患者于10余年前无任何诱因,出现大便压迹,肛内有异物突出感,自认为是痔疮,未引起重视。

自发病以来,无腹痛腹胀、便血黑便、肛门坠胀、里急后重等不适感。

近年患者自觉肛内异物感加重,当地医院肠镜显示:直肠增生性病变。

为进一步治疗于2014年12月来我院就诊,电子结肠镜显示:直肠见一增生性病变,占肠腔1/3周(图2)。

直肠指诊发现,在直肠左侧壁距离肛缘5cm处见一肿物,表面光滑,活动度尚可。

于2015年1月行肠镜下肿物切除术。

1.2 方法 手术标本均经10%中性福尔马林固定,常规脱水,石蜡包埋,4μm厚连续切片,常规HE染色,光镜下观察。

免疫组化染色采用EnVision两步法。

一抗包括vimen tin、desmin、Calponin、SMA、S 100、CD34和Ki 67,一、二抗、DAB显色试剂盒均购自福州迈新公司,并设阴阳性对照。

2 结果
2.1 病理检查 例1,眼观:灰白色碎组织4块,大小合计0 6cm×0 4cm×0 2cm。

镜检:送检直肠黏膜镜下见腺上皮及平滑肌组织增生,腺上皮轻~中度异型,腺体间夹杂平滑肌束(图3),腺体间可见成熟淋巴细胞浸润。

例2,眼观:灰红色平坦型、息肉样肿物1个,大小3 5cm×3 5cm×0 7cm,切面灰白、灰红色,实性,质地中等,部分区域半透明。

镜检:直肠肿物镜下见黏膜腺体轻度异型,黏膜肌层紊乱,向上伸长至表面腺体之间,向下包裹部分腺体,包裹的腺体内可见黏液潴留,局部见黏液外溢形成黏液湖(图4、5)。

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·临床与实验病理学杂志 JClinExpPathol 2020Oct;36(10)。

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