通過共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析(WGCNA)研究前列腺癌癥中的特異表達(dá)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(nèi)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(xì)胞水

2、平,還是在分子水平的變化上,科學(xué)家們對此都有了更深刻的認(rèn)識,即前列腺癌是一種有多基因共同作用的復(fù)雜的癌癥。其中 PI3K/AKT/MTOR途徑,WNT途徑, TGF-β/SMAD途徑表達(dá)的改變,可能可以增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的生長,轉(zhuǎn)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(xué)家對于前列腺癌發(fā)生發(fā)展過程中的機(jī)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(biāo)志物。但是 PSA并非腫瘤特異的標(biāo)志物,前列腺炎癥的發(fā)生也會導(dǎo)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(shù)的產(chǎn)生,使得一次性檢測成千上萬個基因的表達(dá)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(xué)分析方法提出了更高的要求,迫使科學(xué)家們必須使用生物信息學(xué)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(fù)雜的生物學(xué)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(jié)合 WGCNA共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析, GO,KEGG等生物學(xué)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(diǎn)。
　　【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(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析)分析包對來自于基因表達(dá)數(shù)據(jù)庫GEO(Gene Expression Omnibus)中分別來源于兩篇文獻(xiàn),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(yīng)

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(xué)分析,并隨后使用5種前列腺癌癥常用細(xì)胞系:PrEC、PWRE、DU145、LNCaP、VCaP的RNA-seq數(shù)據(jù)進(jìn)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(jìn)行驗(yàn)證。在數(shù)據(jù)比對的基礎(chǔ)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(xué)意義進(jìn)行深入分析。為了了解前列腺癌與其他組織癌癥之間的關(guān)系,通過系統(tǒng)的研究特異表達(dá)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò),以及相關(guān)的生物學(xué)通路,從而更深入的探討前列腺癌癥組織中特異表達(dá)的基因的變化以及相關(guān)的生物學(xué)特性,闡述前列腺癌癥的發(fā)展的分子機(jī)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(xué)手段,從而發(fā)現(xiàn)前列腺癌中特異表達(dá)的生物標(biāo)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(jī)制,因此本研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為進(jìn)一

8、步了解前列腺癌發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制以及診斷治療提供了有用的基礎(chǔ)研究資料。
　　【結(jié)果】
　　1.前列腺癌癥組織數(shù)據(jù)與前列腺癌細(xì)胞系數(shù)據(jù)之間的結(jié)果差別迥異,沒有WGCNA特異表達(dá)基因modules的交集,說明細(xì)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(dá)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