מחקר על גנים קשורים של סרטן הכבד

איש קשר: אודרי הו (וואטסאפ: 008613880143964) אימייל:audrey.hu@wecistanche.com

קרצינומה כבדית (HCC) היא כיום הגידול הממאיר השלישי בעולם מבחינת תמותה [1]. על פי דוח הסרטן האחרון, בסין, השכיחות של סרטן הכבד היא רק לאחר סרטן ריאות וסרטן קיבה [2]. המפתח לשיפור הפרוגנוזה של חולי סרטן הכבד הוא אבחון וסקר מוקדם, על מנת למנוע עיכוב באבחון ובטיפול. מצד שני, סוכרת היא מחלה מטבולית ואנדוקרינית נפוצה, והיא גם מהווה איום מרכזי נוסף על בריאות האדם [3].

סוכרת עלולה לגרום לנזק לאיברים מרובים בגוף, ולהוביל לסיבוכים שונים, כגון נפרופתיה סוכרתית, מחלת עיניים סוכרתית, כף רגל סוכרתית וסיבוכים קרדיווסקולריים סוכרתיים. במקביל, מספר חולי הסוכרת בסין גדל משנה לשנה. נכון לשנת 2013, שכיחות הסוכרת בקרב מבוגרים סינים הייתה כ-10.9 אחוזים [4].

מספר מטא-אנליזות ומחקרים קליניים צפו בהשפעה של סוכרת על ההישרדות של חולים עם סרטן הכבד. תוצאות הניתוח מצביעות על כך שסוכרת היא גורם סיכון בלתי תלוי לפרוגנוזה של סרטן הכבד [5,6], אך המנגנון הספציפי שלה עדיין לא ברור. בשנים האחרונות, עם התפתחות טכנולוגיית השבבים עם תפוקה גבוהה, ניתן להשתמש בפרופיל ביטוי גנים כדי לחקור את גני הליבה של סרטן הכבד וסוכרת [7]. במחקר זה, הורדנו את מטריצות ביטוי הגנים של סרטן כבד וסוכרת מסוג 2 ממאגרי מידע ציבוריים, בדקנו גנים דיפרנציאליים חופפים על ידי השוואת קבוצת המחלה וקבוצת הביקורת הבריאה, ולאחר מכן כרינו את הגנים והאורגניזמים הדיפרנציאליים הנפוצים המובילים לסוג 2 סוכרת וסרטן הכבד. כדי לספק התייחסות לחקר סרטן כבד הקשור לסוכרת, המנגנונים הפיזיולוגיים והפתולוגיים הספציפיים זקוקים לאימות ניסיוני נוספת.

1 חומרים ושיטות

1.1 מקור נתונים ועיבוד מקדים: נתוני ביטוי גנים הורדו ממסד הנתונים GEO (Gene Expression Omnibus) של המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגיה (NCBI). מסד הנתונים GSE7014 כולל 20 דגימות סוכרת מסוג 2 ו-6 דגימות ביקורת בריאות [8], ומסד הנתונים GSE45267 כולל 48 דגימות סרטן כבד באתרו ו-39 דגימות רקמה תקינות. מסד הנתונים GSE121248 מכיל 69 דגימות סרטן כבד ו-38 דגימות על-סרטני, כולן מבוססות על GPL570 (Affymetrix Human Genome U133 Plus 2. 0 Array). הנתונים עברו עיבוד מראש באמצעות חבילת "Affy" R.

1.2 סקר גנים דיפרנציאליים: השתמשנו בחבילת "limma" R כדי לסנן גנים מבוטאים דיפרנציאליים (DEGs) בין קבוצת המחלה לקבוצת הביקורת הרגילה [9]. הסף מוגדר כ-FDR (שיעור גילוי כוזב)<0.05, |log2fc|="">1.5. מפות חום של DEG צוירו באמצעות חבילת "מפת חום" R.

1.3 אונטולוגיה של גנים (GO), אינטראקציה של חלבון ⁃ חלבון (PPI) וזיהוי גן ליבה ניתוח העשרה של תכונה, משורטט באמצעות חבילת "ggplot2" R. הסף הוגדר ל-FDR<0.05. then="" use="" the="" string="" database="" (https://string-db.org)="" to="" study="" the="" interaction="" between="" common="" differential="" genes="" and="" proteins.="" then="" import="" cytoscape="" software="" to="" construct="" the="" ppi="" network,="" the="" threshold="" score="" >="" 0.7="" is="" the="" critical="" value,="" and="" the="" core="" node="" protein="" is="" screened="" by="" the="" mcode="" plug-in.="" finally,="" the="" core="" genes="" were="" verified="" by="" the="" online="" database="" oncomine="">

1.4 ניתוח הישרדות: ניתוח הישרדות של גנים הליבה בוצע באמצעות מסד הנתונים המקוון GEPIA (http://gepia.cancer-pku.cn/).

2 תוצאות

2.1 תוצאות סקר גנים דיפרנציאליות

תוצאות הסקר של מסד הנתונים של סרטן הכבד GSE45267 הראו שהושגו 1 694 DEG (921 בוויסות מעלה, 773 בוויסות מטה), ומסד הנתונים של סרטן הכבד GSE121248 נבדק גם כדי להשיג 1 925 DEG ({ {8}} מווסת למעלה, 914 מווסתת למטה, איור 1A). ביניהם, יש 1235 צומת DEG (איור 1B). לאחר מכן נבדק מסד הנתונים של סוכרת GSE7014, והתקבלו סך של 2 508 גנים דיפרנציאליים (1 253 מווסתים למעלה, 1 254 מווסתים למטה, איור 1C). ההצטלבות של DEG של סרטן הכבד ו-DEG של סוכרת התקבלה כדי להשיג 328 DEGs חופפים, מתוכם 78 DEGs שכיחים. DEGs1 עם ויסות מעלה ו-98 DEGs עם ויסות מטה3. יתר על כן, 82 גנים שהוחלפו בסוכרת מסוג 2 (DEGs2) ו-70 גנים שהוחלפו בסרטן הכבד (DEGs4) נחשבו ל-DEGs שאינם תלויים בסרטן הכבד או סוכרת.

2.2 ניתוח העשרת גנים

We then performed GO analysis on the four types of DEGs. The results showed that among the common differential genes, the biological functions of DEGs1 were mainly enriched in regulating DNA damage and repair, and the functions of DEGs3 were mainly chemical stimulation, defense response, inflammatory response, and apoptosis. and programmed death. Among the independent differential genes, DEGs2 analysis results were not statistically different (FDR>0.05), בעוד ש-DEGs4 עשוי להיות קשור לקטבוליזם של תרכובות חנקן אורגניות.

2.3 אימות של רשת אינטראקציה חלבונית וגנים הליבה

לאחר מכן, בחרנו את הגנים הדיפרנציאליים הנפוצים (DEGs1 ו-DEGs3) לניתוח PPI באמצעות מסד הנתונים של STRING, ובדקנו 8 חלבוני צומת ליבה, שהם חבר E 1 של משפחת פרוטאז סרין (Serpin family E Member 1, SERPINE1), clusterin (Clusterin) , CLU), thrombospondin 1 (thrombospondin-)

2.4 ניתוח פרוגנוסטי של גנים הליבה

ביצענו ניתוח הישרדות על 8 גנים ליבה בהתבסס על נתוני ביטוי הגנים ומידע קליני של חולי סרטן כבד במסד הנתונים של GEPIA. ביניהם, ביטוי גבוה של MSH2, OIP5, AURKA, SMC4 ו-SERPINE1 מנבא פרוגנוזה גרועה, וביטוי נמוך של CLU קשור לפרוגנוזה גרועה. הבדלים מיניים. בשילוב עם עלילות הקופסה של הביטוי של 8 גנים ליבה ברקמת כבד תקינה ורקמת סרטן כבד במסד הנתונים של ONCOMINE, בהשוואה לרקמה רגילה, MSH2, OIP5, AURKA, SMC4 מתבטאים מאוד בסרטן הכבד, ו-CLU מתבטא נמוך בכבד סרטן, המעיד על פרוגנוזה גרועה הביטוי הנמוך של SERPINE1 בסרטן הכבד מצביע על פרוגנוזה טובה יותר.

Serglycin (SRGN), תחזוקה מבנית של כרומוזומים (SMC4), Aurora kinaseA (AURKA), OPA אינטראקציה חלבון 5 (OIP5), הומולוג MUTS 2 (mutS homolog 2, MSH2). מאומת על ידי מסד הנתונים של ONCOMINE, הביטוי של גני הליבה המוזכרים לעיל בסרטן הכבד תואם את תוצאות התחזית שלנו, ויש הבדלים משמעותיים.

אנטי סרטן: Cistanche

Cistanche הוא עשב שנמצא בשימוש נרחב בטיפולים נגד סרטן. על פי המחקר הפרמקולוגי המודרני של cistanche, עשב זה מכיל מרכיבים יעילים שיכולים לדכא ביעילות את התפתחות תאים סרטניים. cistanche נחשב גם כצמח אריכות ימים מימי קדם. צריכת מוצרי cistanche על בסיס ארוך טווח יכולה גם לשפר את החסינות שלנו.