【摘要】：目的:SKA復(fù)合體和KMN網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵蛋白共同作為紡錘體微管和動粒之間的連接的重要組成成分,參與真核生物的有絲分裂過程,介導(dǎo)多種腫瘤的發(fā)生與發(fā)展。SKA復(fù)合物由3個亞基SKA1、SKA2和SKA3構(gòu)成;KMN網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵蛋白由NDC80、KNL1、MIS12、NUF2、SPC24和SPC25,共同調(diào)節(jié)紡錘體微管-動粒連接過程。這些關(guān)鍵蛋白的異常表達(dá)與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密不可分,但是在乳腺癌中具體參與機(jī)制不清。因此我們系統(tǒng)性生物信息學(xué)研究紡錘體和動粒結(jié)合復(fù)合物(SKA)與KMN網(wǎng)絡(luò)(MIS12-NDC80-KNL1)中的關(guān)鍵基因在乳腺癌發(fā)生以及各個分子亞型中的表達(dá)情況以及與乳腺癌預(yù)后的相關(guān)性。通過系統(tǒng)性生物信息學(xué)和薈萃分析挖掘DNA損傷修復(fù)相關(guān)基因mRNA表達(dá)水平以及候選多態(tài)性SNP位點和腫瘤的發(fā)病風(fēng)險的相關(guān)性。方法:本研究首先通過oncomine數(shù)據(jù)庫和cBioPortal數(shù)據(jù)庫,分析SKA復(fù)合體與KMN網(wǎng)絡(luò)相關(guān)基因在腫瘤中的mRNA表達(dá)情況和DNA突變情況。通過PRECOG數(shù)據(jù)庫,分析上述基因與癌癥患者預(yù)后的相關(guān)性。通過String數(shù)據(jù)庫分析它們之間的相關(guān)性。然后我們利用TCGA數(shù)據(jù)庫,分析上述相關(guān)基因在乳腺癌患者和正�；颊咧械谋磉_(dá)情況,以及它們的共表達(dá)的基因,下一步利用DAVID對共表達(dá)基因進(jìn)行了基因功能注釋分析。并且我們通過Breast cancer geneexpression miner v4.1數(shù)據(jù)庫,分層分析上述基因在不同類型的乳腺癌中的mRNA表達(dá)情況,例如患者年齡,受體狀況,淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài),乳腺癌分子亞型等。最后我們通過Kaplan-Meier曲線分析候選基因的高低表達(dá)對乳腺癌患者的無復(fù)發(fā)生存期(RFS)和無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移生存期(DMFS)的影響。采用Oncomine和GENT數(shù)據(jù)庫分析了DNA修復(fù)基因在腫瘤中的表達(dá)。采用PRECOG數(shù)據(jù)庫,分析了DNA修復(fù)基因的在腫瘤中的預(yù)后突變情況。然后,使用cBioPort數(shù)據(jù)庫分析了DNA修復(fù)基因在腫瘤中的突變情況。最后應(yīng)用薈萃分析的方法探究了DNA修復(fù)基因的單核酸突變和癌癥發(fā)病風(fēng)險的相關(guān)性。結(jié)果:1.基于Oncomine平臺,發(fā)現(xiàn)SKA復(fù)合體、NDC80復(fù)合體和KNL1相關(guān)基因在乳腺癌和其他腫瘤顯著高表達(dá)。只有MIS12在乳腺癌和其它腫瘤中低表達(dá)。同時在cBioPortal平臺上,分析發(fā)現(xiàn)SKA1、SKA2和SKA3等基因的突變很低,與其在腫瘤中高表達(dá)的相關(guān)性不大。最后應(yīng)用PRECOG網(wǎng)站計算了Z-SCORE值,系統(tǒng)的分析了這些基因?qū)δ[瘤患者預(yù)后的影響,發(fā)現(xiàn)除了MIS12基因的其它基因的mRNA表達(dá)量都與患者的總生存期縮短相關(guān)。2.通過TCGA數(shù)據(jù)庫,結(jié)果得出除了MIS12基因,其余基因在乳腺癌中高表達(dá),且具有統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05),且通過共表達(dá)分析得出,發(fā)現(xiàn)它們都與乳腺癌的有絲分裂、細(xì)胞周期和細(xì)胞的分裂有關(guān)。3.應(yīng)用Breast cancer gene-expression miner v4.1數(shù)據(jù)庫,發(fā)現(xiàn)SKA復(fù)合體、NDC80和KNL1相關(guān)基因的mRNA表達(dá)水平與乳腺癌的表型密切相關(guān),在三陰型乳腺癌癌比非三陰型的乳腺癌的表達(dá)高(P0.05),基底型比非基底型的乳腺癌的表達(dá)高(P0.05),SBRIII期乳腺癌表達(dá)最大,SBRII乳腺癌次之,SBRI期乳腺癌表達(dá)最少。4.Kaplan-Meier法Log-rank檢驗分析后發(fā)現(xiàn)SKA復(fù)合體、NDC80復(fù)合體和KNL1相關(guān)基因的mRNA水平高表達(dá)與RFS、DMFS顯著縮短相關(guān)(P0.05)。5.在乳腺癌、結(jié)直腸癌和卵巢癌等33種腫瘤中,發(fā)現(xiàn)XPA和XPC存在異常低表達(dá)、而XPD、WRN和XPF存在異常高表達(dá);預(yù)后分析發(fā)現(xiàn)XPA和XPC低表達(dá)與腫瘤患者的總體生存期延長相關(guān)聯(lián),而XPD、WRN和XPF高表達(dá)與腫瘤患者的總體生存期縮短相關(guān)聯(lián)。6.Meta分析共納入58項研究,分析后發(fā)現(xiàn)XPArs10817938 CC基因型,XPDrs238406位點AA基因型顯著增加腫瘤患者的發(fā)病風(fēng)險;同時XPFrs3136038xxx基因型降低腫瘤患者的發(fā)病風(fēng)險。但是在分層分析中,XPArs2808668位點CC基因型在除了消化系統(tǒng)腫瘤的腫瘤患者中,降低了腫瘤發(fā)病風(fēng)險,而且WRNrs1346044CC基因型和WRNrs1801195TT基因型分別顯著增加乳腺癌和生殖系統(tǒng)腫瘤患者的發(fā)病風(fēng)險XPC rs1870134與腫瘤患者的發(fā)病風(fēng)險無關(guān)。結(jié)論:1.紡錘體-動粒相關(guān)基因SKA1、SKA2、SKA3、NDC80、KNL1、NUf2、SPC24和SPC25在多種腫瘤中高表達(dá),尤其是在乳腺癌中更為顯著,表明其與乳腺癌發(fā)生密切相關(guān)。2.候選基因在乳腺癌分子亞型三陰性乳腺癌和基底型乳腺癌中異常高表達(dá),并且與高SBR分期呈正相關(guān),表明其與乳腺癌惡性程度以及患者病理進(jìn)程相關(guān)聯(lián)3.我們通過SKA復(fù)合體、NDC80復(fù)合體和KNL1的相關(guān)基因在乳腺癌中的生存分析發(fā)現(xiàn),除MIS12基因之外的其它基因mRNA的高表達(dá)都與患者的RFS以及DMFS縮短相關(guān)聯(lián),提示其可作為乳腺癌預(yù)后評估的分子標(biāo)記。4.通過對33種腫瘤的生物信息學(xué)分析,根據(jù)GEO數(shù)據(jù)集,XPA和XPC mRNA表達(dá)降低,XPD、XPF和WRN表達(dá)增加。Meta Z評分預(yù)后分析顯示,XPA或XPC低表達(dá)可延長患者生存期,XPD、XPF和WRN高表達(dá)與患者預(yù)后延長相關(guān)聯(lián)。Meta分析顯示,攜帶XPA rs10817938和XPD rs238406與總的腫瘤風(fēng)險顯著相關(guān),但在總體癌癥分析中XPA rs2808668在排除消化系統(tǒng)和XPF rs3136038的多態(tài)性顯著降低了腫瘤的易感性。此外,XPC rs1870134、WRN rs1346044和rs1801195的SNP與腫瘤風(fēng)險沒有關(guān)系。上述結(jié)果為研究DNA損傷修復(fù)相關(guān)基因參與腫瘤發(fā)生發(fā)展的調(diào)控機(jī)制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和相關(guān)支持。
【圖文】：

5圖 1. SKA 復(fù)合體和 KNM 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)基因在不同腫瘤中的表達(dá)水平、突變頻率以及與腫瘤預(yù)后的相關(guān)性(A)利用 oncomine 分析 SKA1、SKA2、SKA3、MIS12、NDC80、KNL1、NUf2、SPC24 和 SPC25 在不同腫瘤中的表達(dá)水平（綠色代表低表達(dá)數(shù)據(jù)集，紅色代表高表達(dá)數(shù)據(jù)集）；(B)利用 cBioPortal 分析 DNA 上的點突變和拷貝數(shù)目的變化；(C)利用 STRING 數(shù)據(jù)庫分析的蛋白相互作用 PRECOG 網(wǎng)站計算 Z-Score值，評價它們與不同腫瘤的預(yù)后關(guān)系，紅色越深代表預(yù)后越差（紅色代表預(yù)后

2. SKA 復(fù)合體和 KNM 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)基因在乳腺癌中的表達(dá)情況和作用 TCGA 數(shù)據(jù)庫分析乳腺癌患者 SKA 復(fù)合體和 KNM 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)基因； (B) GO 分析 SKA 復(fù)合體和 KNM 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)基因的共表達(dá)調(diào)控相。KA 復(fù)合體、NDC 復(fù)合體和 KNL1 相關(guān)基因在乳腺癌惡性分子非惡性分子分型更顯著高表達(dá)以及與 SBR 分級成正相關(guān) Breast cancer gene-expression miner v4.1 中，根據(jù)不同的臨床病理參lch 檢驗，比較不同病人組間它們的 mRNA 表達(dá)，發(fā)現(xiàn)它們都在三陰高表達(dá)。進(jìn)一步支持它們表達(dá)升高的癌癥代表侵襲性表型的想法。腺癌已經(jīng)被證明具有獨特的臨床表現(xiàn)，組織學(xué)特征，化療反應(yīng)，遠(yuǎn)處不良的預(yù)后。在 bc-GenExminer 中，，發(fā)現(xiàn)它們在 basal-like 乳腺癌ike 乳腺癌相比表達(dá)高(圖 3A, B)。而且在 Scarff Bloom & Richardson
【學(xué)位授予單位】：中國醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R730.2;Q811.4

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本文編號：2657349