通過共表達網(wǎng)絡分析(WGCNA)研究前列腺癌癥中的特異表達因子.pdf

1、前列腺癌是男性的世界第二大最常見的癌癥,而每年的發(fā)病率有增加的趨勢。所有的男性都可能罹患前列腺癌,這些情況值得引起重視。全世界范圍內來說,約1/6的男性可能被診斷出前列腺癌,而在這1/6的男性中,1/36的人因此死亡。雖然,亞洲男性,尤其是中國男性,相對于歐美男性的發(fā)病率要低很多,但是近年來中國男性的前列腺癌越來越呈多發(fā)趨勢,已經(jīng)成為了危害我國中老年男性的重要疾病之一。
　　隨著測序數(shù)據(jù)大規(guī)模產(chǎn)生,腫瘤的發(fā)生與發(fā)展,不論是在細胞水

2、平,還是在分子水平的變化上,科學家們對此都有了更深刻的認識,即前列腺癌是一種有多基因共同作用的復雜的癌癥。其中 PI3K/AKT/MTOR途徑,WNT途徑, TGF-β/SMAD途徑表達的改變,可能可以增強腫瘤細胞的生長,轉移和侵襲能力,尤其是 PI3K/AKT/MTOR途徑,在前列腺癌中具有很重要的作用。但遺憾的是,目前科學家對于前列腺癌發(fā)生發(fā)展過程中的機制了解還不夠深入。所以,研究前列腺癌與其他癌癥之間的異同,可以為前列腺癌的發(fā)生發(fā)

3、展提供重要基因水平的依據(jù)。
　　同時,前列腺癌的早期診斷在前列腺癌的治療中具有非常重要的臨床意義。PSA(prostate specific antigen,前列腺特異抗原)是目前廣泛用于檢測前列腺癌的重要標志物。但是 PSA并非腫瘤特異的標志物,前列腺炎癥的發(fā)生也會導致PSA檢測陽性。因此,我們有必要篩選出更加特異、有效的靶分子。
　　在基因芯片,測序技術的產(chǎn)生,使得一次性檢測成千上萬個基因的表達譜成為可能。傳統(tǒng)單基因的分

4、析方法已經(jīng)被淘汰了。而隨著越來越多的數(shù)據(jù)的產(chǎn)生,對生物信息學分析方法提出了更高的要求,迫使科學家們必須使用生物信息學將海量的數(shù)據(jù)整合,分析,并從中篩選出合適的基因,并必須揭示海量的基因與復雜的生物學功能之間可能存在的聯(lián)系。
　　為此,本研究使用了測序,芯片的方法,結合 WGCNA共表達網(wǎng)絡分析, GO,KEGG等生物學功能數(shù)據(jù)庫,試圖為今后前列腺癌的研究,提供一些新的觀點。
　　【目的】
　　本研究利用 R語言中的 b

5、ioconductor中的 WGCNA( Weighted Gene Co-expression Network Analysis,加權基因共表達網(wǎng)絡分析)分析包對來自于基因表達數(shù)據(jù)庫GEO(Gene Expression Omnibus)中分別來源于兩篇文獻,共40個前列腺癌癥RNA-seq數(shù)據(jù)(Gleason score>6),20個前列腺癌旁組織RNA-seq數(shù)據(jù)(normal),以及16個肺癌RNA-seq數(shù)據(jù),3個肝癌以及對應

6、的3個癌旁組織RNA-seq數(shù)據(jù),10個急性白血病RNA-seq數(shù)據(jù),5個乳頭狀腎癌RNA-seq數(shù)據(jù)做生物信息學分析,并隨后使用5種前列腺癌癥常用細胞系:PrEC、PWRE、DU145、LNCaP、VCaP的RNA-seq數(shù)據(jù)進行比對。并使用了約600個affymatrix PLUS2.0A芯片數(shù)據(jù),以及1000個TCGA RNA-SEQ測序數(shù)據(jù)進行驗證。在數(shù)據(jù)比對的基礎上,利用Cytoscape軟件,GO,KEGG,Rectome等

7、數(shù)據(jù)庫,對數(shù)據(jù)的生物學意義進行深入分析。為了了解前列腺癌與其他組織癌癥之間的關系,通過系統(tǒng)的研究特異表達基因的轉錄調控網(wǎng)絡,以及相關的生物學通路,從而更深入的探討前列腺癌癥組織中特異表達的基因的變化以及相關的生物學特性,闡述前列腺癌癥的發(fā)展的分子機制。本研究希望可以使用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫,更好的使用現(xiàn)有的生物信息學手段,從而發(fā)現(xiàn)前列腺癌中特異表達的生物標記物,探討前列腺癌區(qū)別于其他癌癥而發(fā)生發(fā)展的分子機制,因此本研究具有重要的現(xiàn)實意義。為進一

8、步了解前列腺癌發(fā)生發(fā)展的分子機制以及診斷治療提供了有用的基礎研究資料。
　　【結果】
　　1.前列腺癌癥組織數(shù)據(jù)與前列腺癌細胞系數(shù)據(jù)之間的結果差別迥異,沒有WGCNA特異表達基因modules的交集,說明細胞系與前列腺臨床組織樣本之間存在很大的差異。
　　2.從發(fā)表自cellres上的文章中的前列腺癌RNA-SEQ數(shù)據(jù)中篩選出了388個特異表達基因。從發(fā)表自PNAS上的文章中的前列腺癌RNA-SEQ數(shù)據(jù)篩選出了238個