基于加权基因共表达网络和癌症基因组图谱临床数据分析并鉴定肝细胞癌的Hub基因研究

摘要

背景 肝细胞癌(HCC)是全球常见的癌症相关死亡的第三大原因，约占所有原发性肝癌病例的90%，其复发率和死亡率较高，目前发生的分子机制仍不清楚。目的 探索HCC潜在的分子机制，发掘新的生物标志物。方法 从TCGA数据库下载RNA-seq表达数据和临床相关信息，通过差异基因表达分析正常肝脏组织与HCC组织的差异基因；对差异表达基因进行富集分析；基于TCGA中HCC的基因表达数据概况，使用WGCNA R包建立共表达网络，进行加权基因共表达网络分析(WGCNA)，选择具有临床意义的模块，并筛选候选Hub基因；进一步分析候选Hub基因在HCC组织和正常肝脏组织显著差异表达、与HCC患者总体生存期和无病生存期是否显著相关，最终确定Hub基因；通过人类蛋白质图谱数据库对Hub基因蛋白表达进行验证。结果 本研究的基因表达数据来自50个正常肝脏组织样本和373个HCC组织样本。通过差异基因表达分析发现7 230个在HCC和正常肝脏组织之间差异表达的基因(HCC中3 691个上调基因和3 539个下调基因)。富集分析表明，上调的差异表达基因主要参与细胞周期调控和有丝分裂过程；下调的差异表达基因主要参与小分子代谢和有机酸代谢等过程。WGCNA确定了19个与HCC患者临床特征相关基因模块，通过分析模块与临床特征之间的关系，筛选出青色模块和紫色模块。青色模块基因中同时与患者总生存期和无病生存期强烈相关的前两个基因为VPS45和FAM189B；紫色模块基因中同时与患者总生存期和无病生存期强烈相关的前两个基因分别为CLEC1B和FCN3，因此将VPS45、FAM189B、CLEC1B和FCN3确定为最终的Hub基因。人类蛋白质图谱数据库免疫组织化学染色显示：VPS45和FAM189B在HCC组织中的表达高于正常肝脏组织，FCN3在HCC组织中的表达低于正常肝脏组织，CLEC1B在HCC组织和正常肝脏组织中表达差异不明显。结论 初步确定VPS45、FAM189B、CLEC1B和FCN3可能是HCC的新型潜在生物标志物，这些Hub基因可能为HCC的靶向治疗提供理论基础。

关键词

癌,肝细胞 / 加权基因共表达网络分析 / Hub基因 / 分子靶向治疗

基金资助

陕西省科技厅面上项目(2021JM-503)