本文關鍵詞：基于文獻挖掘的前列腺癌蛋白組學差異表達蛋白的生物信息學分析

  更多相關文章： 蛋白組學 差異表達蛋白 文獻挖掘 前列腺癌 生物信息學分析 蛋白-蛋白相互作用網(wǎng)絡

【摘要】：目的通過對前列腺癌(prostate cancer,PCa)相關蛋白組學文獻的整體挖掘、全景性生物信息學分析以及蛋白-蛋白相互作用網(wǎng)絡的構建,提取重要的腫瘤相關差異表達蛋白(differentially expressed proteins,DEPs)、生物過程及信號通路,從而為進一步研究PCa的發(fā)生發(fā)展分子機制及臨床靶向治療提供更多元化的線索和依據(jù)。方法1以Pub Med數(shù)據(jù)庫作為文獻檢索的主要來源,檢索2015年6月1日之前所有PCa相關蛋白組學文獻。通過篩選將文獻分為前列腺癌良性組織或細胞組(PCabenign tissue or cell,Pb)和高低轉移傾向性前列腺癌(highlow metastatic tendency of PCa,HL)組。2人工全文提取文獻中所有DEPs并統(tǒng)一官方名稱,計數(shù)每個DEP在文獻對應組別中被報道的次數(shù),并對兩組中的DEPs分別進行GO(Gene Ontology)及KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路等生物信息學分析。3臨床收集2007年至2014年就診于華北理工大學附屬醫(yī)院60例患者術后病理組織切片,包括30例PCa樣本和30例前列腺增生組織樣本,選取Pb組中被報道次數(shù)最多的DES蛋白進行免疫組化驗證。同時選取Pb組和HL組中被報道次數(shù)在3次及以上的DEPs,通過文獻報道針對其與PCa的關系進行分析。4將Pb組的文獻檢索更新時間至2015年7月26日,重新提取并篩選出41個DEPs,作為種子蛋白構建蛋白-蛋白相互作用網(wǎng)絡,并對其進行拓撲分析、主干網(wǎng)和子網(wǎng)絡的構建以及模塊分析。結果1通過文獻挖掘共提取出555個DEPs,其中Pb組320個,HL組353個,兩組中共同出現(xiàn)的蛋白119個。在Pb組中,77個DEPs被報道次數(shù)在2次及以上,20個DEPs被報道3次及以上,DES蛋白被報道次數(shù)最多(7次)。在這些蛋白中,FGG、GSN、SERPINC1、TPM1、TUBB4B尚未發(fā)現(xiàn)與PCa的具體相關性研究。在HL組中,52個DEPs被報道2次及以上,13個DEPs被報道3次及以上,ACPP、HSPA5、VCL蛋白被報道次數(shù)最多(各4次)。在這些蛋白中尚未發(fā)現(xiàn)MDH2和MYH9與PCa及其轉移的具體相關性研究。免疫組化結果顯示,相比于良性前列腺增生組織,DES蛋白的表達在PCa組織中下調(diào)。2通過GO及KEGG通路等生物信息學分析,Pb組中過度出現(xiàn)的生物過程主要集中于創(chuàng)傷反應、凋亡調(diào)控、有機物反應、穩(wěn)態(tài)過程、細胞運動和細胞粘附,KEGG通路主要集中于黏著斑形成、補體及凝血級聯(lián)反應和糖酵解/糖異生信號通路。HL組過度出現(xiàn)的生物過程是蛋白質(zhì)定位、蛋白質(zhì)轉運、凋亡調(diào)控、細胞粘附和穩(wěn)態(tài)過程,KEGG通路主要集中于肌動蛋白細胞骨架的調(diào)控、黏著斑形成、ECM受體相互作用和補體及凝血級聯(lián)信號通路。3構建出的蛋白-蛋白相互作用網(wǎng)絡由一個大網(wǎng)絡和3個獨立的小部分組成,其中主體部分的大網(wǎng)絡由1264個節(jié)點和1744條邊構成。對大網(wǎng)絡、主干網(wǎng)及子網(wǎng)絡的拓撲分析顯示SLC2A4蛋白具有最大的緊密度中心性(closeness centrality),且在主干網(wǎng)中具有最大的介數(shù)中心性(betweenness centrality)和度(degree)值。TUBB2C蛋白在大網(wǎng)絡和子網(wǎng)絡中具有最大的度值。對整個網(wǎng)絡的模塊分析得出一個密集連結區(qū)域,對其功能注釋顯示Ras蛋白信號轉導生物過程,MAPK、神經(jīng)營養(yǎng)因子以及Gn RH信號通路過度表達。結論1 Pb組和HL組被重復報道(3次及以上)的DEPs可作為區(qū)分PCa與良性組織或者鑒別腫瘤轉移傾向性的潛在的生物標記物。通過臨床組織樣本對其中一個蛋白的實驗檢測,證實了我們的假設。一些被報道次數(shù)較多的蛋白缺乏與PCa的具體相關性研究。2與DEPs相關的穩(wěn)態(tài)過程、創(chuàng)傷反應、黏著斑和補體及凝血級聯(lián)反應可能在PCa發(fā)生及發(fā)展過程中都發(fā)揮了重要作用。同時,蛋白質(zhì)轉運、肌動蛋白細胞骨架的調(diào)控以及ECM受體相互作用通路可能參與PCa的進展及轉移過程,且目前缺乏與PCa的具體相關性研究。3 SLC2A4和TUBB2C蛋白作為網(wǎng)絡生物標記物,可能在PCa發(fā)生過程中介導重要的生物過程,此外Ras蛋白信號轉導和MAPK信號通路可能在PCa的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。對這些蛋白、生物過程及通路的進一步研究有益于揭示腫瘤具體發(fā)病機制,為臨床防治提供新的靶點以及更多元化的信息。
【關鍵詞】：蛋白組學 差異表達蛋白 文獻挖掘 前列腺癌 生物信息學分析 蛋白-蛋白相互作用網(wǎng)絡
【學位授予單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R737.25;Q811.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 英文縮略表10-11
• 引言11-14
• 第1章 基于文獻挖掘的前列腺癌蛋白組學數(shù)據(jù)的生物信息學分析14-33
• 1.1 材料與方法14-17
• 1.1.1 文獻檢索策略14
• 1.1.2 官方基因名稱的轉換14
• 1.1.3 PCa蛋白組學研究的分類14
• 1.1.4 DEPs在文獻中被報道的次數(shù)14-15
• 1.1.5 DEPs的功能注釋15
• 1.1.6 組織樣本和免疫組化驗證15-17
• 1.1.7 統(tǒng)計分析17
• 1.2 結果17-22
• 1.2.1 鳥瞰蛋白組學數(shù)據(jù)17-18
• 1.2.2 GO分析18-21
• 1.2.3 KEGG通路分析21
• 1.2.4 DES蛋白在人PCa組織中表達下調(diào)21-22
• 1.3 討論22-26
• 1.4 結論26
• 參考文獻26-33
• 第2章 基于前列腺癌蛋白組學數(shù)據(jù)構建和分析蛋白-蛋白相互作用網(wǎng)絡33-48
• 2.1 方法33-37
• 2.1.1 挖掘PCa蛋白組學文獻和篩選標準33
• 2.1.2 提取DEPs33-35
• 2.1.3 構建PPI網(wǎng)絡并提取主要成分35
• 2.1.4 拓撲分析35-36
• 2.1.5 主干網(wǎng)的構建36
• 2.1.6 利用種子蛋白之間的最短路徑構建子網(wǎng)絡36
• 2.1.7 模塊分析及功能注釋36-37
• 2.2 結果37-42
• 2.2.1 PPI網(wǎng)絡37-38
• 2.2.2 PPI網(wǎng)絡中的重要節(jié)點38-39
• 2.2.3 主干網(wǎng)39
• 2.2.4 子網(wǎng)絡39-40
• 2.2.5 密集連接模塊40-42
• 2.3 討論42-44
• 2.4 結論44
• 參考文獻44-48
• 第3章 綜述 前列腺癌蛋白組學數(shù)據(jù)的生物信息學分析48-54
• 3.1 PCa蛋白組學數(shù)據(jù)的分類48-49
• 3.2 GO (Gene Ontology) 富集分析49
• 3.3 通路分析49-50
• 3.4 分析蛋白-蛋白相互作用及構建相互作用網(wǎng)絡50-51
• 參考文獻51-54
• 結論54-55
• 附錄A 基于文獻挖掘的蛋白組學數(shù)據(jù)55-71
• 附錄B 蛋白-蛋白相互作用網(wǎng)絡相關數(shù)據(jù)71-76
• 致謝76-78
• 導師簡介78-79
• 作者簡介79-80
• 學位論文數(shù)據(jù)集80

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