基于数据挖掘分析SPP1基因在肺腺癌中的表达及临床意义论文_刘恺丰

刘恺丰 （河南大学附属郑州颐和医院；河南郑州450047）目的：阐明SPP1基因在肺腺癌中的表达及临床意义。方法：利用癌症基因组图谱（TCGA）数据库分析SPP1在 LUAD 组织中 mRNA水平的变化。运用 GEPIA，UALCAN和 LinkedOmics 数据库阐述 SPP1表达与LUAD临床病理学参数的相关性及对预后的影响。结果：SPP1 的mRNA在LUAD中高表达，并且与SPP1年龄，性别，组织形态学，病理分级呈正相关。结论：在LUAD中，SPP1高表达是一种重要的不良预后指标，可以作为预测患者转移发生、判断预后的有效生物标志物。关键词：肺腺癌；SPP1；诊断；预后引言：肺癌(1ung cancer)的在所有肿瘤中发病率和死亡率均居于前位[1]，大量的研究显示肺癌在男性肿瘤死因中居首位，而它在女性肿瘤死因中占据第二的位置[2]。而肺腺癌是肺癌中最常见的组织学亚型[3]。但晚期肺癌的治疗手段有限，通常治疗效果不佳，如何提高肺癌患者的早期诊断率成为研究热点，所以研究出肺癌的新型生物标志物和新的治疗靶点则显得尤为重要[2]。大量的研究表明SPP1在肿瘤的发生发展中发挥着比较重要的作用，它参与了肿瘤的进展、预后、转移复发[4]。目前的研究表明SPP1在恶性胶质瘤、肝癌、膀胱癌以及宫颈癌等肿瘤中的基因表达水平与患者的肿瘤发生、发展、不良预后密切相关，该基因的高表达有可能作为这些肿瘤早期诊断或进展、侵袭转移的新的生物标志物[5]。 但关于SPP1在肺腺癌组织中的表达情况尚未见研究报道，本研究将利用数据提取平台挖掘TCGA数据库中的数据，来研究SPP1在LUAD中的发生、发展和临床意义，以期为寻找治疗LUAD的治疗靶点和药物开发提供新的方向和思路[4]。1 资料与方法1.1 利用GEPIA分析SPP1的基因表达水平GEPIA包含来自TCGA和GTEx的肿瘤样本和正常样本的RNA测序表达数据，用于分析来自TCGA和GTEx项目的基因差异表达及与预后的相关性。因此我们应用GEPIA数据库用箱线图来分析在肺腺癌组织和正常组织中的SPP1基因的转录水平。1.2 利用UALCAN分析SPP1 mRNA与LUAD中病理特征的关联UALCAN数据库可以直接查询多个基因在肿瘤里的表达和与预后的关系，我们我们使用UALCAN网络工具分析SPP1 mRNA与LUAD中病理特征的关联。1.3 应用UALCAN 数据库分析SPP1 mRNA与LUAD中临床病理和流行病学参数的相关性LinkedOmic它包含32种来自TCGA所有癌症类型的多组数据。这个网站有3个分析模块：LinkFinder，LinkInterpreter 和 LinkCompare。本研究应用LinkFinder模块分析SPP1的mRNA表达水平与LUAD的临床病理特征的关系。统计方法采用了非参数检验。我们使用LinkedOmics网络工具分析了LUAD中SPP1 mRNA和病理特征的关联, 利用LinkedOmics分析SPP1的表达与LUAD临床病理和流行病学参数的相关性。1.4 应用UALCAN数据库分析SPP1的表达和预后UALCAN 数据库可以直接查询多个基因在肿瘤里的表达和与预后的关系，我们使用UALCAN网络工具分析SPP1 的表达与LUAD预后的关系。2. 结果2.1 SPP1在LUAD组织细胞系中下调为了研究SPP1和LUAD之间的关系，使用UALCAN网具在TCGA数据库中的正常肺标本和LUAD肿瘤标本中分析SPP1 mRNA表达。我们发现与正常组织相比，LUAD组织中SPP1 mRNA水平显着升高（正常n = 347，LUAD n = 483，P＜0.01）（图1）。2.2 SPP1表达与LUAD临床病理特征的相关性分析此外，我们使用LinkedOmics网络工具分析了LUAD中SPP1 mRNA和病理特征的关联。结果表明SPP1mRNA与病理，组织形态学（图2A，B）。 这些结果表明SPP1 mRNA与LUAD进展密切相关。2.3 LUAD患者临床病理特征与预后的关系接下来，我们使用UALCAN网络工具分析了SPP1 mRNA与LUAD中病理特征的关联。 结果表明SPP1mRNA与患者性别，种族，吸烟史相关（图2A，B，C）。 2.4 SPP1表达与生存率的关系我们使用了UALAN检测了SPP1基因的mRNA与LUAD患者预后的相关性分析，结果如图4显示：SPP1基因的表达水平对LUAD患者的总生存率和无病生存率有显著影响。SPP1基因高表达的LUAD患者总生存率和无病生存率明显降低。3.讨论近年来肺癌的发病率和病死率居高不下，已经成为威胁人类健康的恶性肿瘤之一[6]。大量的临床研究调查显示，在我国LUAD占肺癌发病率的一半以上，且发病年龄趋于年轻化，其临床治疗效果及预后远不如其他类型肺癌[7]。随着医学诊疗手段的不断进步，靶向药物的不断应用使LUAD的治疗效果较前有所改善，但LUAD预后依然较差，生存率低[3]。临床上缺乏肺腺癌早期特异性的分子靶标，不利于肺腺癌的早期诊断[8]。这就要求从原发性肿瘤中寻找一些表达差异较大并有临床意义的基因，来探讨肿瘤的发生、发展机制，为临床诊断、预后判断寻求新的基因治疗靶点提供理论依据[9]。分泌性磷蛋白（SPP1），其分子量约为44KDa，该蛋白是一种非胶原性富含精氨酸甘氨酸天冬氨酸序列结构域的分泌性磷酸化糖蛋白[8]。Spp1 具有多种生物学功能，包括细胞黏附、信号转导等。 越来越多的证据支持Spp1的表达与肿瘤的发生和转移密切相关，如在胃癌、食管癌、神经胶质瘤、乳腺癌等多种瘤组织中均可检测到sppl的高表达[10]。Spp1的表达同肿瘤的致癌作用和转移密切相关，提示Spp1可能作为肿瘤发生的一个标志物[5]。随着研究深入，Spp1近年来在在肺癌的作用不断被发现，研究中证实表达上调可显著促进肺癌细胞的生长和迁移。LUAD 是常见的恶性肿瘤之一，肺腺癌在我国以其高发病率、高死亡率和预后不佳等特点严重危害患者健康[11]。超过70%的肺腺癌患者确诊病情时，已处于晚期，失去手术机会。尽管化疗、放疗及靶向治疗的应用使晚期患者的生存期有所延长，5 年生存率仍不足 30%[12]。早期发现、诊断、治疗可以大大提高肺腺癌患者的存活率。目前临床常规物理诊断很难发现<1 cm 的肿瘤，而传统的肿瘤标志物的灵敏度和特异性也不够高[13]。 因此，采用现代分子生物学技术，寻找理想的肿瘤标志物对于提高恶性肿瘤 诊治水平具有重大意义[14]。因此这种具有分泌特性的蛋白产物有望成为血清学候选标志物及药物作用靶点。综上所述，BIRC5对于KIRC可能具有重要意义，将有可能成为KIRC的诊断标志物以及治疗靶标。参考文献:[1].李丹等, 基于数据挖掘分析PLOD2基因在肺腺癌中的表达及临床意义. 中国医院药学杂志, 2019. 39(16): 第1629-1633页.[2].刘月平等, CCR4在肺腺癌中的表达与临床病理特征及预后的关系. 诊断病理学杂志, 2017. 24(11): 第809-812+817页.[3].张薇等, 肺腺癌相关基因及其与代谢通路关系的研究. 中国现代医学杂志, 2008(10): 第1346-1349页.[4].曹惠芳等, spp1基因在肺癌组织中表达的定量检测及其意义. 中国肿瘤生物治疗杂志, 2003(02): 第119-121页.[5].张鹤, SPP1在非小细胞肺癌所致胸腔积液中的表达及其与预后的关系, 2013, 南京大学. 第 50页.[6].刘晓妍等, KLF15在人肺腺癌中表达的临床意义. 中国病理生理杂志, 2017. 33(08): 第1411-1416页.[7].房延凤等, MicroRNA-182在人肺腺癌中的表达及其临床意义. 中国现代医学杂志, 2017. 27(26): 第66-69页.[8].张鹤等, 分泌性磷蛋白1在肺癌所致恶性胸腔积液中的表达及其诊断价值. 中华肺部疾病杂志（电子版）, 2013. 6(3): 第24-27页.[9].葛丽艳等, 基于数据挖掘分析GPR35表达对肺腺癌预后的影响. 医学信息, 2018. 31(23): 第86-90+95页.[10].钟金琼等, 骨桥蛋白在肺癌中的表达情况及其意义. 重庆医学, 2019. 48(10): 第1732-1734页.[11].刘迎福等, 人原发性肺腺癌转移相关分子的定量蛋白质组学研究. 生物化学与生物物理进展, 2009. 36(04): 第448-457页.[12].张青等, 跨膜受体蛋白Notch2在肺腺癌组织中的表达变化及意义. 山东医药, 2018. 58(12): 第82-84页.[13].李楠等, TCGA数据库中肺腺癌标志物的数据发掘研究. 实用医药杂志, 2018. 35(09): 第847-850页.[14].陶冶等, 采用生物信息学方法筛选与肺腺癌患者预后相关的LncRNAs. 国际检验医学杂志, 2019. 40(13): 第1541-1544页.

论文作者:刘恺丰

论文发表刊物:《医师在线》2019年11月22期

论文发表时间:2020/3/5

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