基于生物信息学方法挖掘调控肾透明细胞癌发生的分子生物标志物

摘要

目的 采用生物信息学分析筛选与肾透明细胞癌(KIRC)发生密切相关的分子生物标志物，并验证其在临床样本中的表达水平。方法 从癌症基因组图谱(TCGA)数据库获取KIRCⅠ期mRNA测序数据，用主成分分析(PCA)降维处理，筛选差异表达基因(DEGs),并对DEGs进行GO和KEGG富集分析。采用加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选出与KIRC显著相关的基因，构建蛋白互作(PPI)网络筛选枢纽基因。通过受试者工作特征(ROC)曲线评估枢纽基因的诊断价值，使用生存曲线图分析其预后价值，并分析枢纽基因的mRNA表达量与KIRC病理分期的相关性。纳入来自新疆维吾尔自治区人民医院的20例KIRCⅠ期患者的临床样本，采用逆转录实时定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)、蛋白免疫印迹法、酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测该枢纽基因在患者肾癌及癌旁组织中的表达水平。结果 共筛选出8223个DEGs,其中上调基因4092个、下调基因4131个。GO分析显示DEGs与生物粘附、质膜组成部分和转运蛋白活性等相关，KEGG分析显示DEGs与细胞粘附分子、细胞因子-细胞因子受体相互作用、病毒蛋白与细胞因子和细胞因子受体的相互作用等途径相关。WGCNA分析获得了171个与KIRCⅠ期显著相关的基因，PPI网络筛选出的枢纽基因淋巴细胞胞质蛋白2(LCP2)与KIRCⅠ期的相关性显著，ROC曲线下面积为0.96,且LCP2的表达水平与患者的总体生存率呈负相关，与患者的分期、淋巴结转移有关。临床样本验证显示，KIRCⅠ期组织中LCP2的mRNA和蛋白的相对表达水平均显著高于癌旁正常组织(P<0.000 1)。结论 LCP2在KIRCⅠ期组织中显著上调，可作为KIRC早期诊断与治疗的潜在分子生物标志物。

关键词

分子生物学 / 生物信息学 / 表观遗传学 / 差异表达基因 / 肾透明细胞癌 / 加权基因共表达网络分析 / 淋巴细胞胞质蛋白2

基金资助

新疆维吾尔自治区自然科学基金面上项目(No.2021D01C189)