基于加權基因共表達網絡分析(WGCNA)的蕈樣肉芽腫發(fā)病機制初步研究
發(fā)布時間:2020-11-04 22:52
第一部分應用加權基因共表達網絡分析蕈樣肉芽腫相關新型生物標記物目的:蕈樣肉芽腫是最常見的皮膚T細胞淋巴瘤,其臨床及組織病理表現(xiàn)復雜多變,進入腫瘤期后缺乏有效的治療手段,預后較差。為了探求蕈樣肉芽腫的發(fā)病機制,尋找潛在的新型生物標志物,我們通過分析41個蕈樣肉芽腫皮損活檢組織的基因組圖譜來尋找新的重要基因。方法:從基因表達綜合數(shù)據(jù)庫(GEO)中獲得蕈樣肉芽腫的基因表達譜數(shù)據(jù)集。利用加權基因共表達網絡分析(WGCNA)模擬基因模塊,選取閾值(0.5)篩選出最可能的相關基因(樞紐基因)。以KEGG數(shù)據(jù)庫為基礎,計算出模塊特征根并建立重要的生物通道。結果:采用基于截斷值的全基因組剖面收集的3,263個基因,模擬出4個基因模塊。在黑色模塊中發(fā)現(xiàn)了與蕈樣肉芽腫相關的有意義的疾病信息,并且發(fā)現(xiàn)了 13個樞紐基因,包括 CFLAR,GCNT2,IFNG,IL17A,IL22,MIP,PLCG1,PTH,PTPN6,REG1A,SNAP25、SUPT7L和TP63,均與皮膚T細胞淋巴瘤(CTCL)和成人T細胞淋巴瘤/白血病(ATLL)有關。結論:包括蕈樣肉芽腫在內的皮膚T細胞淋巴瘤中,IL17F、PLCG1、IFNG、PTH等基因已經報道,其他高不穩(wěn)定的基因可能作為調控其生物過程和分子機制的新型生物標志物。第二部分樞紐基因在皮膚T細胞淋巴瘤細胞系Myla及Hut-78中的表達及其意義目的:驗證樞紐基因在皮膚T細胞淋巴瘤細胞系Myla及Hut-78中的表達及意義。方法:RT-qPCR法檢測皮膚T細胞淋巴瘤細胞系Myla、Hut-78及正常淋巴細胞中樞紐基因 IL17A、PLCG1、CFLAR、GCNT2、REG1A、PTPN6、SNAP25 及 STAT3 的 mRNA表達水平;免疫組織化學方法檢測IL-17A及STAT3蛋白在Myla細胞株中的表達水平。結果:Myla及Hut-78細胞株與正常淋巴細胞組相比,顯著高表達IL-17A、PLCG1及STAT3,顯著低表達CFLAR、GCNT2、PTPN6,SNAP25在Hut-78細胞系中顯著高表達,但在Myla細胞系中低表達。REG1A在Myla細胞株中顯著高表達。免疫組化檢測發(fā)現(xiàn)Myla細胞株強表達IL-17A及STAT3。結論:樞紐基因IL-17A、GCNT2、REG1A、SNAP25在蕈樣肉芽腫細胞系Myla細胞株的表達與WGCNA分析一致,其中IL-17A及GCNT2在Hut-78細胞株中也顯著差異性表達,提示與蕈樣肉芽腫的發(fā)病有一定的關系。第三部分樞紐基因IL17A在蕈樣肉芽腫皮損中的表達及意義目的:驗證樞紐基因IL17A在蕈樣肉芽腫患者皮損中的表達及意義方法:免疫組化法檢測31例蕈樣肉芽腫患者和20例銀屑病患者皮損中IL-17A及其相關的IL-17F、IL-22和IL-23的表達水平;結果:IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23蛋白在非腫瘤期和腫瘤期蕈樣肉芽腫皮損中的表達強于對照組銀屑病組(P0.05);IL-17A、IL-17F、IL-22及IL-23蛋白在腫瘤期蕈樣肉芽腫皮損中的表達明顯弱于非腫瘤期蕈樣肉芽腫組(P0.05)。結論:隨著MF病情進展,IL-17A及其相關細胞因子IL-17F、IL-22及IL-23蛋白在皮損中表達減弱,提示樞紐基因IL-17A及其相關細胞因子與蕈樣肉芽腫發(fā)生及發(fā)展相關,但是否具有抑制腫瘤作用需要進一步的研究。
【學位單位】:北京協(xié)和醫(yī)學院
【學位級別】:博士
【學位年份】:2018
【中圖分類】:R739.5
【部分圖文】:
行注釋、可視化和進一步的探索。利用Benjamin?-?Hochberg法調整的Fisher’s精確??檢驗結果的富集程度。在此基礎上,構建富集結果的核心網絡圖,探討單個基因與??多個集合相互作用的重要關系。??4.確定樞紐基因??樞紐基因是指與基因模塊內其他基因高度相關的基因。為了闡明高度連接的基??因的重要性,并確定其分子功能,在PubMed數(shù)據(jù)庫對基因模塊中篩選的樞紐基因??進行搜索,尋找有關蕈樣肉芽腫中新的潛在進展和預后標志物。計算每個樞紐基因??的基因表達值和相應的變異系數(shù)。??結果??1.髙度相關基因??通過基因共表達分析程序處理基因表達譜數(shù)據(jù)集,利用R包WGCNA以截斷值為??基礎收集了?3263個基因。并用極坐標圖展示每一個基因在相應染色體上的定位(圖??1.1左側)。結果表明,大部分篩選的基因位于染色體1、2、3、6、11、12和19(圖??1.2A)。而最不穩(wěn)定的染色體是15、16、19、20和22。圖1.1右側顯示了?1號染色??體的表意圖與每個基因的絕對拷貝數(shù)畸變的P值。??
?中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院專業(yè)學位博士學位論文???左側:極坐標圖顯示收集的3,?263個基因在24條染色體上的分布特征。第一個??環(huán)是染色體的表意圖;第二個環(huán)是基因的頻率分布直方圖;第三環(huán)顯??示基因與相鄰區(qū)域對應的距離(以對數(shù)表示);第四環(huán)顯示基因組密度??軌跡;最內側的密度線表示對應染色體上基因表達拷貝數(shù)的波動。??右側:1號染色體的表意圖和每個基因的絕對拷貝數(shù)畸變的P值。??A?Summarized?Global?results?B??
色模塊進行了富集分析(表1.3)。富集圖可有效識別和樞紐基因之間的關系。結果??發(fā)現(xiàn)MF皮損中基因IL-17A、PTPN6、CFLAR及REG1A高表達;而基因IFNG、PLCG1、??SNAP25及GCNT2低表達。IL17A和IFNG等重要基因與ATLL、CTCL和SS(圖1.?4A)??有很強的相關性。同時進行富集通路分析,發(fā)現(xiàn)了顯著的信號轉導過程(圖1.4B)。??值得注意的是,在KEGG通路富集的結果中,發(fā)現(xiàn)了細菌毒素的攝取與作用??(hsa5339562)以及梭狀芽胞桿菌毒素的神經毒性通路(hsal68799)。??I?? ̄??1 ̄ ̄H??f?\m\??1?;?-?-■??^?y:?丨??n-:?? ̄?--?.1?I?.丨i?:丨:.;如?ji?;??1.00?0.95?0.'90?0:85?〇',0?0:75?〇',0?"=?^?ft?^??-.b?--i????Height?Chromosome??圖1.?3模塊檢測系統(tǒng)樹圖和曼哈頓圖。??左側:蕈樣肉芽腫表達基因的網絡分析。系統(tǒng)樹圖中每片葉形圖(垂直線)代表一??個基因,每個分支代表一組高度關聯(lián)的基因模塊,不同的模塊用不同顏色表示。??13??
【參考文獻】
本文編號:2870724
【學位單位】:北京協(xié)和醫(yī)學院
【學位級別】:博士
【學位年份】:2018
【中圖分類】:R739.5
【部分圖文】:
行注釋、可視化和進一步的探索。利用Benjamin?-?Hochberg法調整的Fisher’s精確??檢驗結果的富集程度。在此基礎上,構建富集結果的核心網絡圖,探討單個基因與??多個集合相互作用的重要關系。??4.確定樞紐基因??樞紐基因是指與基因模塊內其他基因高度相關的基因。為了闡明高度連接的基??因的重要性,并確定其分子功能,在PubMed數(shù)據(jù)庫對基因模塊中篩選的樞紐基因??進行搜索,尋找有關蕈樣肉芽腫中新的潛在進展和預后標志物。計算每個樞紐基因??的基因表達值和相應的變異系數(shù)。??結果??1.髙度相關基因??通過基因共表達分析程序處理基因表達譜數(shù)據(jù)集,利用R包WGCNA以截斷值為??基礎收集了?3263個基因。并用極坐標圖展示每一個基因在相應染色體上的定位(圖??1.1左側)。結果表明,大部分篩選的基因位于染色體1、2、3、6、11、12和19(圖??1.2A)。而最不穩(wěn)定的染色體是15、16、19、20和22。圖1.1右側顯示了?1號染色??體的表意圖與每個基因的絕對拷貝數(shù)畸變的P值。??
?中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院專業(yè)學位博士學位論文???左側:極坐標圖顯示收集的3,?263個基因在24條染色體上的分布特征。第一個??環(huán)是染色體的表意圖;第二個環(huán)是基因的頻率分布直方圖;第三環(huán)顯??示基因與相鄰區(qū)域對應的距離(以對數(shù)表示);第四環(huán)顯示基因組密度??軌跡;最內側的密度線表示對應染色體上基因表達拷貝數(shù)的波動。??右側:1號染色體的表意圖和每個基因的絕對拷貝數(shù)畸變的P值。??A?Summarized?Global?results?B??
色模塊進行了富集分析(表1.3)。富集圖可有效識別和樞紐基因之間的關系。結果??發(fā)現(xiàn)MF皮損中基因IL-17A、PTPN6、CFLAR及REG1A高表達;而基因IFNG、PLCG1、??SNAP25及GCNT2低表達。IL17A和IFNG等重要基因與ATLL、CTCL和SS(圖1.?4A)??有很強的相關性。同時進行富集通路分析,發(fā)現(xiàn)了顯著的信號轉導過程(圖1.4B)。??值得注意的是,在KEGG通路富集的結果中,發(fā)現(xiàn)了細菌毒素的攝取與作用??(hsa5339562)以及梭狀芽胞桿菌毒素的神經毒性通路(hsal68799)。??I?? ̄??1 ̄ ̄H??f?\m\??1?;?-?-■??^?y:?丨??n-:?? ̄?--?.1?I?.丨i?:丨:.;如?ji?;??1.00?0.95?0.'90?0:85?〇',0?0:75?〇',0?"=?^?ft?^??-.b?--i????Height?Chromosome??圖1.?3模塊檢測系統(tǒng)樹圖和曼哈頓圖。??左側:蕈樣肉芽腫表達基因的網絡分析。系統(tǒng)樹圖中每片葉形圖(垂直線)代表一??個基因,每個分支代表一組高度關聯(lián)的基因模塊,不同的模塊用不同顏色表示。??13??
【參考文獻】
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1 黎釗;王平;侯秀麗;劉東銀;王媚;鄭俊惠;;Th17和Treg細胞與蕈樣肉芽腫相關性研究[J];中華皮膚科雜志;2014年09期
本文編號:2870724
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