Nghiên cứu về các gen liên quan của ung thư gan

Liên hệ: Audrey Hu (Whatsapp: 008613880143964) Email:audrey.hu@wecistanche.com

Ung thư biểu mô tế bào gan (hepatocellular carcinoma, HCC) hiện là khối u ác tính thứ ba trên thế giới về tỷ lệ tử vong [1]. Theo báo cáo ung thư mới nhất, ở Trung Quốc, tỷ lệ mắc ung thư gan chỉ sau ung thư phổi và ung thư dạ dày [2]. Chìa khóa để cải thiện tiên lượng của bệnh nhân ung thư gan là chẩn đoán và tầm soát sớm, để tránh chậm trễ trong chẩn đoán và điều trị. Mặt khác, bệnh tiểu đường là một bệnh chuyển hóa và nội tiết phổ biến, đồng thời cũng là một mối đe dọa lớn khác đối với sức khỏe con người [3].

Bệnh tiểu đường có thể gây tổn thương nhiều cơ quan trong cơ thể, dẫn đến nhiều biến chứng khác nhau như bệnh thận do đái tháo đường, mắt do đái tháo đường, bàn chân do đái tháo đường, và các biến chứng tim mạch do đái tháo đường. Đồng thời, số lượng bệnh nhân đái tháo đường ở Trung Quốc đang tăng lên qua từng năm. Tính đến năm 2013, tỷ lệ mắc bệnh tiểu đường ở người trưởng thành Trung Quốc là khoảng 10,9% [4].

Một số phân tích tổng hợp và nghiên cứu lâm sàng đã quan sát thấy ảnh hưởng của bệnh tiểu đường đối với sự sống còn của bệnh nhân ung thư gan. Kết quả phân tích cho thấy đái tháo đường là một yếu tố nguy cơ độc lập đối với tiên lượng của ung thư gan [5,6], nhưng cơ chế cụ thể của nó vẫn chưa rõ ràng. Trong những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ chip thông lượng cao, người ta có thể sử dụng hồ sơ biểu hiện gen để nghiên cứu các gen cốt lõi của bệnh ung thư gan và bệnh tiểu đường [7]. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tải xuống ma trận biểu hiện gen của ung thư gan và bệnh tiểu đường loại 2 từ cơ sở dữ liệu công khai, sàng lọc các gen khác biệt chồng chéo bằng cách so sánh nhóm bệnh và nhóm đối chứng khỏe mạnh, sau đó khai thác các gen và sinh vật khác biệt phổ biến dẫn đến loại 2 bệnh tiểu đường và ung thư gan. Để cung cấp tài liệu tham khảo cho việc nghiên cứu bệnh ung thư gan liên quan đến bệnh tiểu đường, các cơ chế sinh lý và bệnh lý cụ thể cần được xác minh thêm bằng thực nghiệm.

1 Vật liệu và phương pháp

1.1 Nguồn dữ liệu và tiền xử lý: Dữ liệu biểu hiện gen được tải xuống từ cơ sở dữ liệu GEO (Gene Expression Omnibus) của Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia (NCBI). Cơ sở dữ liệu GSE7 0 14 bao gồm 20 mẫu bệnh tiểu đường loại 2 và 6 mẫu kiểm soát khỏe mạnh [8] và cơ sở dữ liệu GSE45267 bao gồm 48 mẫu ung thư gan tại chỗ và 39 mẫu mô bình thường. Cơ sở dữ liệu GSE121248 chứa 69 mẫu ung thư gan và 38 mẫu ung thư, tất cả đều dựa trên GPL570 (Affymetrix Human Genome U133 Plus 2. 0 Array). Dữ liệu đã được xử lý trước bằng gói R "Affy".

1.2 Sàng lọc các gen khác biệt: Chúng tôi sử dụng gói R "limma" để sàng lọc các gen biểu hiện khác biệt (DEG) giữa nhóm bệnh và nhóm chứng bình thường [9]. Ngưỡng được đặt là FDR (tỷ lệ phát hiện sai)<0.05, |log2fc|="">1.5. Bản đồ nhiệt của DEG được vẽ bằng gói R "bản đồ nhiệt".

1.3 Bản thể học gen (GO), Tương tác protein với protein (PPI) và xác định gen lõi Phân tích làm giàu tính năng, được vẽ bằng gói R "ggplot2". Ngưỡng đã được đặt thành 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 Phân tích tỷ lệ sống: Phân tích tỷ lệ sống sót của các gen lõi được thực hiện bằng cơ sở dữ liệu trực tuyến GEPIA (http://gepia.cancer-pku.cn/).

2 kết quả

2.1 Kết quả sàng lọc gen khác biệt

Kết quả sàng lọc cơ sở dữ liệu ung thư gan GSE45267 cho thấy rằng đã thu được 1 694 DEG (921 quy định lên, 773 quy định thấp) và cơ sở dữ liệu ung thư gan GSE121248 cũng được sàng lọc để thu được 1 925 DEG ({ {8}} điều chỉnh tăng, 914 điều chỉnh giảm, Hình 1A). Trong số đó, có 1235 DEG giao nhau (Hình 1B). Cơ sở dữ liệu về bệnh tiểu đường GSE7014 sau đó đã được sàng lọc và thu được tổng số 2 508 gen khác biệt (1 253 quy định lên, 1 254 quy định thấp, Hình 1C). Sự giao nhau giữa các DEG ung thư gan và DEG tiểu đường thu được 328 DEG chồng lên nhau, trong đó có 78 DEG phổ biến. DEG điều chỉnh cao1 và 98 DEG điều chỉnh thấp3. Hơn nữa, 82 gen điều hòa ở bệnh tiểu đường loại 2 (DEGs2) và 70 gen điều hòa ở bệnh ung thư gan (DEGs4) được coi là DEG độc lập với bệnh ung thư gan hoặc bệnh tiểu đường.

2.2 Phân tích làm giàu gen

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), trong khi DEGs4 có thể liên quan đến quá trình dị hóa các hợp chất nitơ hữu cơ.

2.3 Xác thực mạng tương tác protein và gen lõi

Tiếp theo, chúng tôi chọn các gen khác biệt phổ biến (DEGs1 và DEGs3) để phân tích PPI bằng cách sử dụng cơ sở dữ liệu STRING và sàng lọc ra 8 protein nút lõi, là thành viên serine protease họ E 1 (thành viên serpin họ E 1, SERPINE1), clusterin (clusterin , CLU), thrombospondin 1 (thrombospon-)

2.4 Phân tích tiên lượng các gen cốt lõi

Chúng tôi thực hiện phân tích khả năng sống sót trên 8 gen cốt lõi dựa trên dữ liệu biểu hiện gen và thông tin lâm sàng của bệnh nhân ung thư gan trong cơ sở dữ liệu GEPIA. Trong số đó, biểu hiện cao của MSH2, OIP5, AURKA, SMC4 và SERPINE1 dự đoán tiên lượng xấu, và biểu hiện thấp của CLU có liên quan đến tiên lượng xấu. sự khác biệt về giới tính. Kết hợp với các ô hộp về sự biểu hiện của 8 gen cốt lõi trong mô gan bình thường và mô ung thư gan trong cơ sở dữ liệu ONCOMINE, so với mô bình thường, MSH2, OIP5, AURKA, SMC4 biểu hiện cao trong ung thư gan và CLU biểu hiện thấp ở gan ung thư, cho thấy tiên lượng xấu. Biểu hiện thấp của SERPINE1 trong ung thư gan cho thấy tiên lượng tốt hơn.

Serglycin (SRGN), duy trì cấu trúc của nhiễm sắc thể (SMC4), cực quang kinaseA (AURKA), protein tương tác OPA 5 (OIP5), MUTS homolog 2 (mutS homolog 2, MSH2). Được xác minh bởi cơ sở dữ liệu ONCOMINE, sự biểu hiện của các gen cốt lõi nêu trên trong ung thư gan phù hợp với kết quả dự đoán của chúng tôi và có sự khác biệt đáng kể.

chống ung thư: Cistanche

Cistanche là loại thảo mộc được sử dụng rộng rãi trong các liệu pháp chống ung thư. Theo nghiên cứu dược lý hiện đại của cistanche, loại thảo mộc này có chứa các thành phần hiệu quả có thể ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư. cistanche cũng được coi là loại thảo mộc trường thọ từ thời cổ đại. Tiêu thụ các sản phẩm cistanche trên cơ sở lâu dài cũng có thể cải thiện khả năng miễn dịch của chúng ta.