整合转录组学识别食管鳞癌关键基因细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子3

目的运用整合转录组学方法筛选参与食管鳞状细胞癌(ESCC)发生发展的相关基因,并观察其临床意义。方法从GEO数据库中下载ESCC表达谱的原始文件,使用R软件中的affy包读取数据并归一化,Robustrankaggreg包对各表达谱整合,以|Log2(倍数变化)|≥1.5和矫正P<0.05为标准获得差异表达基因(DEGs);利用STRING数据库构建蛋白质互作网络(PPI),cytoscape软件及MCODE插件进行网络可视化及模块挖掘,获取模块内的关键基因;采用癌症基因组图谱(TCGA)验证关键基因在ESCC组织及癌旁组织中的表达,绘制受试者工作特征(ROC)曲线,分析关键基因对ESCC的诊断价值;免疫组化检测我院184例ESCC患者癌组织标本及50例癌旁组织中关键基因的蛋白表达,分析蛋白表达与临床特征的关系。结果通过整合数据集GSE77861、GSE100942、GSE26886、GSE17351、GSE38129、GSE33426、GSE20347、GSE23400,最终获得DEGs 244个,其中上调93个、下调151个;构建PPI网络后,模块挖掘显示细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子3(CDKN3)被识别为模块内关键基因;TCGA验证结果显示,与癌旁组织比较,CDKN3 mRNA在ESCC组织中表达上调[3.291(IQR:2.833~3.659)vs 1.184(IQR:0.734~1.72),U=18.00,P<0.05];ROC曲线显示,曲线下面积为0.980,CDKN3 mRNA诊断ESCC的特异性为90.91%,敏感性为92.59%;免疫组化显示,ESCC组织中CDKN3的阳性表达率高于癌旁组织,差异有统计学意义(P<0.05);不同性别、年龄、T及M分期的ESCC患者CDKN3蛋白表达比较,差异无统计学意义(P>0.05);不同N分期及临床分期的ESCC患者CDKN3蛋白表达比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论CDKN3在ESCC组织及癌旁组织中表达存在差异,其可能是ESCC的关键基因;另外,CDKN3的表达与患者N分期及临床分期有关,其可作为诊断ESCC的生物标志物。