基于生物信息学的乳腺癌铁死亡相关基因的筛选及表达

摘要

目的 探讨基于生物信息学的乳腺癌(breast cancer, BC)中铁死亡相关基因的筛选及表达。方法 通过癌症基因组图谱(the cancer genome atlas, TCGA)数据平台UCSC Xena下载相关的表达谱数据，同时从铁死亡调节因子和铁死亡-疾病关联的数据库(ferroptosis regulators and ferroptosis-disease associations database, FerrDb)数据库获取铁死亡相关基因集，采用单因素Cox分析上述基因以筛选与BC预后显著相关的铁死亡靶点基因，运用最小绝对收缩和选择算子回归算法(least absolute shrinkage and selection operator, LASSO)提炼出上述铁死亡靶点基因中的核心基因(即关键基因),采用基于基因表达水平值的交互式分析平台(gene expression profiling interactive analysis 2,GEPIA 2)和人类蛋白质图谱数据库(human protein atlas, HPA)评估关键基因在BC预后中的作用、验证关键基因蛋白的表达水平；取对数生长期MCF-7、 MDA-MB-231 BC细胞及MCF-10A正常乳腺上皮细胞，采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)方法验证各种细胞中关键基因信使RNA(messenger RNA,mRNA)的表达水平。结果 单因素Cox分析筛选出铁死亡相关基因259个，与BC预后显著相关的基因24个(P<0.05);LASSO算法筛选出BC中核心铁死亡基因8个，其中CDGSH铁硫结构域1(CDGSH iron sulfur domain 1,CISD1)、Prominin-2 (PROM2)在BC组织中特异性高表达；生存分析结果表明，CISD1、PROM2与BC患者预后相关(P<0.05);RT-qPCR结果与HPA数据库分析结果一致。结论 CISD1和PROM2是BC铁死亡进程的关键调控基因，在BC发生发展中发挥重要生物学功能。

关键词

乳腺肿瘤 / 预后 / 铁死亡 / 生物信息学 / 治疗靶点