通過生物信息學分析鑒定頭頸鱗狀細胞癌潛在的生物標志物和其預(yù)后價值.pdf

1、90％以上的頭頸腫瘤為頭頸鱗狀細胞癌。全球每年約有50多萬新發(fā)的頭頸鱗狀細胞癌患者，而每年因頭頸鱗狀細胞癌死亡的患者有20萬左右[1,2]。其中頭頸鱗狀細胞癌的治療方式以手術(shù)治療為主，輔以放療、化療及分子靶向治療等[3]。盡管許多的治療手段在不斷的更新和進步，但是頭頸鱗狀細胞癌患者五年的總生存率并沒有得到明顯的改善，維持在50％左右?；颊呷绻霈F(xiàn)病灶的遠處轉(zhuǎn)移，那五年生存率則下降至20％左右[4]，嚴重危害人類的健康和生命。因此，本文利

2、用生物信息學數(shù)據(jù)庫對頭頸鱗狀細胞癌中基因從分子水平進行研究，為了解頭頸鱗狀細胞癌的發(fā)病機制和臨床預(yù)防和抑制頭頸鱗狀細胞癌提供有效措施和方法。
　　生物信息學是一個涉及多個領(lǐng)域的交叉學科，其核心內(nèi)容之一是研究基因表達調(diào)控的內(nèi)在機制，揭示人類疾病的本質(zhì)規(guī)律，為更快速、準確的診斷和有效治療疾病創(chuàng)造條件。本研究旨在對基因芯片數(shù)據(jù)進行生物信息學分析找到與頭頸鱗狀細胞癌發(fā)生發(fā)展相關(guān)的差異基因和其功能。首先我們從GEO(GeneExpressi

3、on Omnibus)數(shù)據(jù)庫下載基因表達譜GSE6791[5]，其包括42個頭頸鱗狀細胞癌和與正常的癌旁組織。與正常組織相比，結(jié)合Bioconductor中的Affy包和根據(jù)其注釋平臺通過Affy芯片探針注釋文件對探針水平數(shù)據(jù)進行預(yù)處理后，用R語言中的limma包對預(yù)處理過后的表達矩陣進行差異基因?qū)ふ?logFC＞1，p＜0.05)。然后用DAVID數(shù)據(jù)庫對上調(diào)和下調(diào)的差異基因進行GO功能注釋和KEGG通路分析差異基因的生物學功能和涉及

4、的信號通路，然后應(yīng)用STRING數(shù)據(jù)庫對差異基因（綜合分數(shù)≥0.8）構(gòu)建蛋白互作網(wǎng)絡(luò)圖，通過Cytoscape軟件將其可視化，利用MCODE插件對蛋白互作網(wǎng)絡(luò)進行模塊分析，并對不同的模塊進行GO功能注釋和KEGG通路分析。最后，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲分析（節(jié)點度）選取蛋白互作網(wǎng)絡(luò)中重要的核心蛋白，通過TCGA數(shù)據(jù)庫驗證這些核心基因的表達水平是否與頭頸鱗狀細胞癌生存預(yù)后有明顯的相關(guān)性。
　　通過上述方法，我們得到811個差異基因，其中有550

5、個是表達上調(diào)的，而261個表達下調(diào)。GO功能注釋和KEGG通路分析顯示這些差異基因主要富集在蛋白酶體和ECM-受體相互作用通路中。用STRING數(shù)據(jù)庫將符合標準的差異基因構(gòu)建成蛋白互作網(wǎng)絡(luò)后，利用MCODE插件得出三個重要的模塊，而它們主要富集在蛋白酶體和ECM-受體相互作用通路中。在蛋白互作網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)節(jié)點度的大小，我們得到15個核心蛋白，而這15個核心蛋白大部分處于上述的模塊中。另外利用TCGA頭頸鱗狀細胞癌數(shù)據(jù)庫顯示，4個mRNA