基于癌症基因组图谱计划多组学数据构建胶质母细胞瘤六基因预后模型

胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)是最常见的原发性颅内肿瘤,恶性程度极高,患者预后极差。为了识别GBM预后生物标记物,建立预后模型,本研究通过分析癌症基因组图谱计划(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库中GBM的表达谱数据,筛选出不同生存期GBM患者差异基因。利用GISTIC软件和Kaplan-Meier(KM)生存分析方法分析TCGA数据库中的GBM拷贝数变异数据,识别影响生存的扩增基因(survival-associated amplified gene,SAG)。取短生存期组上调基因和SAG两者的交集基因,进行单因素Cox回归和迭代Lasso回归筛选重要候选基因并建立预后模型;计算预后评分,根据预后评分中位数将患者分为高风险组和低风险组。用ROC曲线判断模型的优良,KM生存分析高低风险组预后差异,并用GEO、CGGA和Rembrandt数据库3个外部数据集进行验证。多因素Cox回归分析判断预后评分的预后独立性。结果显示,GBM不同生存期差异分析得到上调基因426个,下调基因65个。短生存期组上调基因与SAG交集得到47个基因。经过筛选,最终确定六基因(EN2、PPBP、LRRC61、SEL1L3、CPA4、DDIT4L)预后模型。TCGA实验组和3个外部验证组模型的ROC曲线下面积均大于0.6,甚至达到0.912。KM分析显示高低风险组的预后都存在差异(P<0.05)。在多因素Cox回归分析中,六基因预后评分是GBM患者预后的独立影响因素(P<0.05)。通过一系列分析,本研究确立了六基因(EN2、PPBP、LRRC61、SEL1L3、CPA4、DDIT4L)的GBM预后模型,模型具有很好的预测能力,可作为预测GBM患者的独立预后标志物。

甜瓜基因组学研究进展

甜瓜是一种世界性的园艺作物。随着现代生物技术的迅速发展,甜瓜基因组学研究越来越深入,国际葫芦科基因组计划也已经筹备完成即将启动。目前已构建有14张甜瓜遗传图谱,多个重要性状的分子标记及数量性状位点已找到并定位在图中,并开始在葫芦科作物之间进行比较基因组图谱方面的研究。已克隆出枯萎病抗性基因Fom-2,其它农艺性状基因的克隆工作也在陆续开展。本文在甜瓜遗传连锁图谱的构建、重要性状分子标记及QTL定位、比较基因组学及基因克隆等方面分别对其研究进展进行了探讨,以期为我国的甜瓜基因组学研究提供有益的参考。

基于TCGA数据库的肾透明细胞癌基因表达及预后因素分析

目的分析肾透明细胞癌(ccRCC)基因表达变化及预后相关因素。方法运用R/Bioconductor分析平台,基于肿瘤基因组图谱计划(TCGA)中的ccRCC研究数据,运用Limma算法筛选肿瘤组与对照组间倍数改变>2,P<0.05的基因为差异表达基因。进一步以患者年龄、性别、TNM分期、基因表达值为影响因素分析并绘制Kaplan-Meier生存曲线。结果在肿瘤组织中筛选出4837个差异表达基因(上调基因1974个,下调基因2863个),其中252个差异基因倍数改变>5个(27个上调基因,225个下调基因);性别因素对患者整体生存率无显著影响(P>0.05);随着年龄增加以及TNM分期的进展,患者整体生存率下降(P<0.05);随着基因NPTX2、HSF4表达升高,患者整体生存率下降(P<0.05);随着基因TMEM213表达升高,患者整体生存率上升(P<0.05)。结论本研究鉴定了肾透明细胞癌的基因表达变化及预后相关因素,能够为疾病的分子诊断与预后评估等提供依据。

基于转录组测序构建食管腺癌预后相关的内源竞争RNA网络

目的挖掘食管腺癌中内源竞争RNA(ceRNAs)网络,探索预后影响机制。方法提取癌症和肿瘤基因图谱计划(TCGA)数据库中正常食管组织和食管腺癌组织转录组数据,挖掘差异表达且与预后相关的长链非编码RNA(lncRNA)、短链非编码RNA(miRNA)及mRNA。采用权重基因共表达网络分析预后相关基因的关联性,构建ceRNA网络。采用基因集富集分析(GSEA)探索影响预后的可能机制。结果ACO87388.1、AC131009.3、miR-29c-3p、CDK1、TPX2是在正常组织和食管腺癌组织中预后相关的差异表达基因,并可构成ACO87388.1/miR-29c-3p/CDK1、ACO87388.1/miR-29c-3p/TPX2、AC131009.3/miR-29c-3p/CDK1、AC131009.3/miR-29c-3p/TPX2四种ceRNA调控网络。结论ACO87388.1、AC131009.3、miR-29c-3p、CDK1和TPX2是影响食管癌患者预后的重要分子。

铁死亡相关lncRNA结肠癌预后风险模型的构建及临床应用

目的 基于肿瘤基因图谱计划(TCGA)数据库筛选铁死亡相关长链非编码RNA(lncRNA),建立结肠癌预后风险模型,并探讨其临床应用价值。方法 选取行结肠癌根治术的患者48例,收集术中切除的癌组织及对应的癌旁组织(距离癌组织边缘2~3 cm)。从TCGA数据库中收集结肠癌的转录组数据(结肠癌组织428例、正常结肠组织41例)及对应患者的临床资料。筛选结肠癌组织与正常结肠组织差异表达的铁死亡相关基因,并进行基因本体(GO)富集分析和京都基因与基因组数据库(KEGG)通路分析。筛选与结肠癌预后相关的铁死亡lncRNA,采用共识聚类分析对结肠癌患者进行分组,并比较总体生存率。采用LASSO-Cox回归分析建立预后风险模型。建立用于预测结肠癌患者总体生存率的列线图。采用细胞学实验分析关键lncRNAITGB1-DT在结肠癌中的生物学功能。结果 从TCGA数据库中筛选出72个差异表达的铁死亡相关基因,其中表达上调47个、表达下调25个,GO和KEGG通路分析结果显示这72个基因广泛参与了铁代谢和脂肪酸氧化等生物学过程。共筛选出20个结肠癌组织与正常组织有差异的铁死亡lncRNA。根据共识聚类分析结果分组的2个结肠癌集群之间总体生存率差异有统计学意义(P<0.001)。根据LASSO-Cox回归分析结果筛选出10个lncRNA,并构建预后风险模型,将428例结肠癌患者按7∶3的比例随机分为训练组和验证组。在训练组、验证组和总体结肠癌患者中,高风险组的总体生存率均显著低于低风险组(P<0.001)。结肠癌组织ITGB1-DT相对表达量显著高于癌旁组织(P<0.001)。细胞实验结果显示,ITGB1-DT可促进结肠癌细胞的增殖并抑制其铁死亡。结论 成功构建了基于铁死亡相关lncRNA的结肠癌预后风险模型,并建立了可用于判断结肠癌患者总体生存率的列线图。ITGB1-DT或可促进结肠癌的发展。

中国脑胶质瘤临床样本库的信息化建设管理实践及问题分析

近年来,我国临床样本库的构建与管理逐渐向规范化、信息化、系统化方向发展。为总结分析我国临床样本库信息化建设管理的经验,本文以中国脑胶质瘤临床生物样本库的构建与管理框架为例,系统性分析该样本库的标准化建设流程、样本采集标准、信息化管理系统、临床随访资料收集及数据库科研产出等情况,发现该数据库的科研成果产出及学术影响力主要受该样本库信息化和标准化管理水平的影响,随着信息化和标准化管理系统的不断完善,该数据库的科研产出和学术影响力不断增加。结果表明信息化在临床生物样本库建设和管理中具有重要作用,为我国其他临床生物样本库的建设与管理提供了重要的参考和借鉴价值。同时,为进一步完善临床样本库的信息化管理,总结目前临床样本库信息化管理中存在的普遍问题,本文通过回顾国内外文献报道的临床生物样本库建设与管理过程中存在的主要问题,分析其深层原因,并提出相应解决方案,以促进我国临床生物样本库管理模式的不断进步。

中英文对照名词词汇(一)

阿尔茨海默病 Alzheimer＇s disease（AD） 癌胚抗原 carcinoembryonic antisen（CEA） 癌症基因组图谱计划 The Cancer Genome Atlas（TCGA）

群体遗传学家愈受青睐

随着疾病易感性基因计划———如DNA分子基因组图谱计划的实施 ,群体遗传学家不仅要研究遗传学 ,还要精通数学和统计学 。

FSTL1基因在胶质瘤发展中作用的研究

目的采用生物信息学分析FSTL1基因在胶质瘤发展中的潜在作用。方法从中国胶质瘤基因组图谱计划(CGGA)数据库中下载胶质瘤基因表达量及临床数据,按照FSTL1表达水平将胶质瘤患者分为高表达组(FSTL1表达量≥29.1 reads)和低表达组(FSTL1表达量<29.1 reads)。寻找高低组间差异基因进行基因本体论(GO)分析和基因集富集分析(GSEA)。采用最小绝对收缩和选择算法分析构建预后模型,并在胶质瘤纵向分析(GLASS)数据集中进行验证。结果FSTL1的高表达与较差的临床特征有关,如:1p19q的非联合缺失、IDH野生型、较高的WHO级别等。低表达组患者的预后均明显优于高表达组患者,差异有统计学意义(P<0.05)。GO分析结果显示,差异基因主要集中在细胞外基质组织、免疫相关、脉管系统发育等。基因富集分析发现的通路主要有:ECM_RECEPTOR_INTERACTION、G2M_CHECKPOINT、L6_JAK_STAT3_SIGNALING、TNFA_SIGNALING_VIA_NFKB等。与低表达组相比,高表达组显示出较高的免疫和基质评分,但纯度评分较低(均P<0.001),构建风险评分的基因有:ALDOC、GLC1、LINC00634、TGIF1、TPM4、TRAM2。Kaplan-Meier生存曲线显示高风险评分的胶质瘤患者的预后较差。构建生存预测诺模图,受试者工作特征、校正曲线均显示该模型有较好的预测能力。结论FSTL1与胶质瘤的临床和分子特征有关,FSTL1的表达量与肿瘤恶性程度有关,是胶质瘤患者的潜在治疗靶点和独立的预后因素。

肾透明细胞癌中lncRNA和miRNA差异表达及相关ceRNA调控网络的分析研究

本文旨在通过大样本基因组学分析技术,评估lncRNA、miRNA、mRNA及ceRNA在肾透明细胞癌中的差异表达情况及其预后价值。利用R软件对TCGA数据库中肾透明细胞癌RNA和miRNA数据进行基因差异表达分析和生存分析,并通过cytoscape软件得到差异表达的lncRNA-miRNA-mRNA之间的ceRNA调控关系网。结果发现共有1 570个lncRNA、54个miRNA和17个mRNA在肾透明细胞癌组织中存在异常表达,且其表达水平以上调为主(错误发现率<0.01;对数差异表达倍数变化绝对值> 2)。ceRNA调控网显示共89个差异表达的lncRNA和9个差异表达的miRNA之间存在相互作用关系,生存分析共鉴定出COL18A1-AS1、TCL6、LINC00475、UCA1、WT1-AS、HOTTIP、PVT1等38个有预后价值的lncRNA和2个有预后价值的miRNA(miR-21和miR-155)(P <0.05)。本研究将为肾透明细胞癌靶向治疗与预后评估提供新的理论依据。

基于TCGA数据库的扶正消积进展方抑制结直肠癌肝转移机制网络药理学研究

目的基于癌症基因组图谱计划(TCGA)数据库,采用网络药理学的方法探究扶正消积进展方抑制结直肠癌肝转移的作用机制,为扶正消积进展方进一步的临床应用及转化提供依据。方法采用中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)和中草药数据库(TCMID)筛选药物的有效成分,采用BATMAN数据库预测有效成分的目标靶点,利用TCGA数据库及R语言Mfuzz包预测、筛选结直肠癌肝转移的疾病靶点,药物有效成分的目标靶点与疾病靶点相交获得交集靶点;对交集靶点进行基因本体(GO)功能富集分析与京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;通过STRING10.0数据库、Cytoscape3.7.2软件对交集靶点进行蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络构建,进而筛选出核心靶点;采用Cytoscape3.7.2的“Merge”功能构建“药物-有效成分-靶点-作用通路”网络图。结果共筛选获得扶正消积进展方有效成分282个,交集靶标152个;涉及13类生物功能,139个分子功能,80个细胞功能;通过PPI网络发掘出OXTR、GNA15、F2、COX5A、COX5B、ATP5B、COX4I1、COX7C、COX7B、ATP5A1等10个核心靶点,KEGG信号通路主要富集在多种神经退行性变的途径、神经活性配体受体相互作用、钙信号通路等方面。结论扶正消积进展方可通过多种有效成分,多途径、多靶点抑制结直肠癌肝转移。

基于单细胞测序构建胶质母细胞瘤预后模型

[目的]基于单细胞测序筛选胶质母细胞瘤特征基因并构建预后模型。[方法]分析GEO数据库单细胞RNA测序数据集GSE84465,筛选出GBM细胞分化相关的差异基因。下载TCGA数据库GBM的基因表达谱和临床数据,采用Lasso回归、Cox回归分析筛选出特征基因构建预后模型,根据独立预后因素构建列线图,GSE83300作为外部验证集。基于风险评分中位数将患者分组,比较两组生存差异。[结果]通过scRNA-seq得到492个分化差异基因,经过回归分析得到基于6个基因(PLAUR、RARRES2、G0S2、MDK、SERPINE2、CD81)的预后模型。其1、3、5年ROC曲线下面积均大于0.7;KM分析显示高低风险组预后存在差异(P<0.001),GSE83300验证结果与TCGA一致。多因素Cox回归分析表明年龄和风险评分可以作为独立影响因素(P<0.01);C-Index(0.679)、校准图显示列线图预测模型有良好的拟合度。GSEA分析示高低风险组差异基因集参与细胞因子受体相互作用、抗原处理与提呈等通路。[结论]由PLAUR、RARRES2、G0S2、MDK、SERPINE2、CD81构建的模型能够预测GBM患者预后。