【摘要】：慢性乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)感染引起的原發(fā)性肝癌依賴(lài)于多種基因、轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)的相互作用及調(diào)控。從單個(gè)基因的角度來(lái)看,某個(gè)基因的表達(dá)量的改變只能對(duì)肝癌發(fā)生發(fā)展的局部作出解釋,無(wú)法從整體行為進(jìn)行更為深入和全面的探索。生物網(wǎng)絡(luò)是基于微陣列數(shù)據(jù),對(duì)基因之間調(diào)控關(guān)系的一種仿真和重建,可直觀(guān)地展現(xiàn)生物系統(tǒng)中各個(gè)功能元件之間的相互關(guān)系。本研究借助加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis,WGCNA)模擬肝癌復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),尋找關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)基因,并通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)基因預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性,同時(shí)初步探究關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)基因?qū)θ祟?lèi)肝癌細(xì)胞株HepG2的生物學(xué)影響,闡明關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)基因的作用機(jī)理,以此體現(xiàn)生物信息學(xué)在抗癌靶標(biāo)篩選工作的顯著優(yōu)勢(shì)。本研究的數(shù)據(jù)源是Agilent芯片上HBV感染引起的HCC差異表達(dá)的基因(61個(gè)癌癥樣本,63個(gè)癌旁正常組織)。利用WGCNA對(duì)5968個(gè)高度差異基因進(jìn)行scale-free共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)建模并進(jìn)行聚類(lèi)分析,獲得13個(gè)共表達(dá)模塊,并檢驗(yàn)所有模塊與肝癌相關(guān)的顯著性,共表達(dá)模塊最終可視化展示。結(jié)合富集分析和目前的文獻(xiàn)報(bào)道,根據(jù)它們已知的生物過(guò)程,最終確定發(fā)現(xiàn)13個(gè)與上皮細(xì)胞分化、細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)、細(xì)胞周期等功能分類(lèi)密切相關(guān)的模塊中的hub基因。我們又進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證hub基因的生物學(xué)功能:結(jié)合數(shù)據(jù)對(duì)比分析并通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)查確定研究對(duì)象SHANK家族蛋白的RH結(jié)構(gòu)域交互作用蛋白(SHANK-associated RH domain interacting protein,SHARPIN)。以人類(lèi)肝癌細(xì)胞株HepG2為材料進(jìn)行體外培養(yǎng),通過(guò)構(gòu)建真核過(guò)表達(dá)質(zhì)粒和干擾質(zhì)粒并轉(zhuǎn)染質(zhì)粒,進(jìn)行增殖、遷移及凋亡等實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示:過(guò)表達(dá)SHARPIN,將主要影響HepG2細(xì)胞的增殖和遷移,而干擾SHARPIN表達(dá)后,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞增殖和遷移受到一定抑制,說(shuō)明SHARPIN shRNA可特異有效地干擾肝癌HepG2細(xì)胞內(nèi)SHARPIN基因的表達(dá),但轉(zhuǎn)染的質(zhì)粒對(duì)細(xì)胞凋亡無(wú)明顯影響。綜上所述,本課題結(jié)合生物信息學(xué)方法對(duì)HBV相關(guān)的肝癌數(shù)據(jù)集進(jìn)行了分析和研究,構(gòu)建基因相互作用網(wǎng)絡(luò)圖譜,篩選出共表達(dá)的13個(gè)網(wǎng)絡(luò),并確定了與HCC相關(guān)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)基因身份;功能分析和文獻(xiàn)調(diào)查結(jié)果一致發(fā)現(xiàn),大部分hub基因在其他癌癥相關(guān)的文獻(xiàn)中有所提及。其中,SHARPIN參與了NF-κB通路,而這條通路與癌癥的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切;應(yīng)用RNA干擾技術(shù)在肝癌細(xì)胞中驗(yàn)證了關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)SHARPIN基因?qū)Φ纳飳W(xué)功能。研究證實(shí)WGCNA是識(shí)別和建立具有生物學(xué)意義的基因模塊的較為有效的方法,提示這種方法具備一定的可行性,可以將篩選的其它hub基因應(yīng)用到相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究中,以期更深入地研究關(guān)鍵基因、關(guān)鍵信號(hào)通路、基因之間的調(diào)控機(jī)制對(duì)于腫瘤發(fā)生發(fā)展的作用和意義,為肝癌治療發(fā)現(xiàn)新的診斷標(biāo)志和藥物作用靶點(diǎn)提供了新的視野。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R512.62;R735.7

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 翁心華,張繼明;乙型肝炎的流行病學(xué)和防治現(xiàn)狀[J];胃腸病學(xué);2002年05期

，

本文編號(hào)：2514522