基于生物信息学的乳腺癌肝转移标志物和治疗靶点筛选

摘要

探究乳腺癌肝转移的潜在生物学标志物和治疗靶点。选取2020年7月31日至2023年7月31日河间市中医院外科收治的60例乳腺癌肝转移患者和60例未发生肝转移乳腺癌患者作为研究对象。采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术筛选其差异表达基因，利用最小绝对值收敛和选择算子算法（LASSO）回归模型筛选关键基因；通过DAVID数据库进行差异表达基因的基因本体论（GO）功能分析和京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集途径分析；利用Kaplan-Meier Plotter在线数据库评估差异表达基因水平与肝转移后生存时间（OSLM）、总生存时间（OS）及无进展生存期（PFS）的关系。筛选得到227个发生乳腺癌肝转移和未发生肝转移乳腺癌的差异表达基因，其中上调基因130个，下调基因97个；利用LASSO回归模型筛选得到CXC趋化因子配体5(CXCL5)、催乳素诱导蛋白（PIP）、p21WAF1/CIP1、驱动蛋白家族成员4A(KIF4A)4个乳腺癌肝转移关键基因，其中CXCL5、p21WAF1/CIP1、KIF4A在乳腺癌肝转移患者乳腺组织中表达上调，PIP在在乳腺癌肝转移患者乳腺组织中表达下调。GO功能注释结果显示上述基因主要在有丝分裂、细胞增殖、染色体分离、炎症反应、细胞黏附等生物学过程（BP），细胞核、纺锤体、细胞外基质、染色体区、染色体着丝粒区、免疫球蛋白复合物等细胞组分（CC）以及微管运动、微管结合、受体配体活性等分子功能（MF）方面富集；KEGG通路富集分析结果显示上述基因主要在细胞外基质（ECM）受体的交互作用、核苷酸结合寡聚化结构域样受体（NLR）信号传导途径、DNA复制、细胞周期及癌症相关通路、P53信号通路、过氧化物酶增殖物激活受体（PPAR）信号通路、细胞因子与细胞因子受体的相互作用、IL-17信号通路等方面富集。Kaplan-Meier生存分析结果显示，CXCL5、p21WAF1/CIP1、KIF4基因高表达的患者OSLM、OS及PFS均较低表达患者明显缩短（P<0.05）;PIP基因高表达的患者OSLM、OS及PFS均较低表达患者明显延长（P<0.05）。CXCL5、PIP、p21WAF1/CIP1、KIF4与乳腺癌肝转移患者OSLM、OS及PFS相关，有望成为乳腺癌肝转移早期诊断和预后评估的潜在生物标志物和治疗靶点。

关键词

乳腺肿瘤 / 肝转移 / 生物信息学 / 标志物 / 治疗靶点

基金资助

沧州市重点研发计划指导项目（23244102227）