基于生物信息学分析糖酵解相关基因ADH1B在卵巢癌中的表达与意义

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论文字数:22542 论文编号:sb2024011715070551799 日期:2024-02-23 来源:硕博论文网

本文是一篇临床医学论文,本研究发现,高风险基因ADH1B在卵巢癌中表达水平低于正常卵巢组织,但在恶性程度相对较高的卵巢癌中表达水平高于恶性程度较低的卵巢癌。
第2章材料与方法
2.1资料收集
癌症基因组图谱(TCGA,The Cancer Genome Atlas,https://portal.gdc.cancer.gov/),目前收录了多种人类癌症(包括亚型在内的肿瘤)的临床数据、mRNA表达、基因组变异等数据[18-19]。本研究所收集卵巢癌样本数据均来源于TCGA数据库。
基因组织表达数据库(GTEx,Genotype-Tissue Expression,https://commonfund.nih.gov/gtex/)目前收录了多种人类正常组织数据[20],很好的弥补了TCGA数据库缺少正常组织数据的局限。本研究收集正常卵巢样本数据来源于GTEx数据库。
分子特征数据库(MSigDB,Molecular Signatures Database,https://www.gsea-msigdb.org/gsea/index.jsp/)从多个角度(包括位置、功能、代谢途径、靶标结合等)收录了人类基因。本研究收集的糖酵解相关基因集均从MSigDB数据库下载。
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2.2筛选与卵巢癌预后相关的糖酵解基因
本研究所使用的正常卵巢组织和卵巢癌组织的转录组数据及临床数据来源于TCGA数据库及GTEx数据库。糖酵解相关基因集从MSigDB数据库中下载。通过R软件的“limma”包对数据库的转录组数据进行矫正与合并,提取出与卵巢癌糖酵解相关的基因[21]。对正常组和肿瘤组基因表达量进行差异分析,并通过设置P<0.05的阈值筛选出卵巢癌糖酵解差异基因。接着将这些基因与TCGA数据库中卵巢癌患者的生存时间和生存状态数据整合,利用R软件进行单因素cox分析,筛选出与患者预后相关的卵巢癌糖酵解差异基因。
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第3章结果
3.1 ADH1B与CXCR4为卵巢癌预后相关的糖酵解基因
筛选得到卵巢癌相关的糖酵解基因共326个,表3.1显示其中有差异的基因为41个(P<0.05)。差异基因表达量与TCGA数据库中下载的卵巢癌患者生存时间及生存状态合并,得到与卵巢癌预后相关的糖酵解差异基因ADH1B和CXCR4(P<0.05),表3.2结果显示ADH1B(HR>1)是高风险基因,CXCR4(HR<1)是低风险基因。

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3.2 ADH1B基因的表达情况
对TCGA数据库和GTEx数据库下载的临床数据及mRNA表达量进行分组,分为正常卵巢组和卵巢癌组,如图3.1所示ADH1B在卵巢癌组织中的表达明显低于其在正常卵巢组织中的表达水平,且有统计学意义(P<0.05)。

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第3章 结果....................................... 7
3.1 ADH1B 与 CXCR4 为卵巢癌预后相关的糖酵解基因 ............... 7
3.2 ADH1B基因的表达情况 .......................... 9
3.3 ADH1B基因表达与卵巢癌患者预后的关系 ................................. 9 
第4章 讨论................................. 17
第5章 结论与展望 ........................................ 21 

第4章讨论
卵巢癌的发病具有极大的隐匿性,这使得约70%的患者在就诊时已经处于晚期。其常见的症状是大量腹水和盆腔肿物,这给治疗带来了很大的挑战。目前,治疗卵巢癌的标准策略是肿瘤细胞减灭术联合以铂类或紫杉烷类为基础的化疗。虽然大部分卵巢癌患者经过手术及联合化疗后,多数症状可有所缓解,但70%患者会在未来3年复发,中位无进展生存时间仅仅12~18个月[27],5年生存率仅为30%[28]。因此,寻找新的卵巢癌治疗方式来延长晚期患者的生存时间,提高其生存率和提升生活质量具有深远的意义。
基于生物信息学分析发现ADH1B基因为卵巢癌预后相关的糖酵解差异基因。ADH1B基因编码I类乙醇脱氢酶(ADH)的β亚基,位于人类4号染色体(4q23)[29]。ADH1B基因在多种肿瘤中异常表达[12-15],对肿瘤的浸润、转移和耐药等恶性进程有一定影响。本研究通过分析得到ADH1B基因在卵巢癌中下调,Sakharkar等[30]也验证了这一结果。回顾现有文献,我们发现这可能与其催化的视黄酸代谢有关。视黄酸是维生素A的代谢产物之一,它通过调控上皮细胞分化,有助于维持上皮组织的正常形态和功能。ADH是视黄醇氧化生成视黄醛的关键酶,视黄醛进一步氧化生成视黄酸。乙醇作为视黄醇的竞争性抑制剂,可以抑制生成视黄酸。有研究表明乳腺癌的发生与乙醇代谢导致的视黄酸代谢障碍有关[31]。我们分析ADH1B基因与卵巢癌患者预后的关系时,发现ADH1B基因表达水平较高的卵巢癌患者,其预后较差。当我们进一步分析发现,在比较ADH1B基因与不同卵巢癌临床分期之间的差异表达时,晚期卵巢癌患者中ADH1B基因呈现高表达。这与筛选结果一致,但有一定的争议性。这些有争议的发现模糊了ADH1B基因在卵巢癌启动或进展中的作用。为进一步探究ADH1B基因在卵巢癌中的潜在功能,我们发现ADH1B与一些基因存在共表达关系,其中FABP4是肿瘤血管生成的重要靶标[32]。miR-409-3P在卵巢癌细胞中具有抗肿瘤作用,其机制在于抑制FABP4表达[33]。FABP4的高表达会导致卵巢癌的侵袭和转移,因此高表达的FABP4可以作为一个可靠的卵巢癌残留病灶预测指标[16]。FABP4可使肿瘤组织中血管结构和功能出现异常,为肿瘤微环境提供缺氧的条件[32]。
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第5章结论与展望
本研究的主要结论有:1)ADH1B为卵巢癌预后相关的糖酵解基因;2)ADH1B基因在卵巢癌中显著下调,但高表达的ADH1B基因对卵巢癌患者的预后有不良影响,这可能与肿瘤微环境及缺氧有关;3)ADH1B基因参与细胞运动、细胞分化及能量代谢等方面,在卵巢癌的发展中起到潜在的免疫调节作用。
ADH1B基因在卵巢癌中下调但在晚期卵巢癌呈现升高趋势的特殊性,使得我们下一步研究可以通过大量病例分析,确定ADH1B基因的阈值,来对卵巢癌患者进行分类和预后判断。这种方法有望成为卵巢癌治疗中的一个新的策略,为患者提供更加精准的治疗方案。本研究结果为了解卵巢癌中ADH1B基因的功能提供了初步的依据,但其具体的生物学作用和机制仍需进一步实验证明。
参考文献(略)


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