本文選題：前列腺癌　切入點(diǎn)：復(fù)發(fā)　出處：《浙江大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：前列腺癌是男性中常見(jiàn)的腫瘤疾病。針對(duì)局限性前列腺癌,一般療法是根治性前列腺切除術(shù)或者放射療法,有時(shí)還會(huì)輔以激素療法。經(jīng)過(guò)治療,大部分病人病情得到緩解,但一部分病人前列腺癌仍會(huì)復(fù)發(fā)。隨著對(duì)前列腺癌研究的深入,人們對(duì)前列腺癌復(fù)發(fā)的機(jī)制提出了幾種解釋?zhuān)罕热玳g質(zhì)到上皮轉(zhuǎn)化、雄激素信號(hào)通路的再活化以及抑制轉(zhuǎn)移的基因缺失。同時(shí),越來(lái)越多的復(fù)發(fā)預(yù)測(cè)因子被鑒定出來(lái),比如雄激素受體剪切突變、TMPRSS2:EGR基因融合以及長(zhǎng)的非編碼RNA等等。盡管這些預(yù)測(cè)因子大大改善了對(duì)前列腺癌復(fù)發(fā)的預(yù)測(cè)效果,但距離真正地了解前列腺?gòu)?fù)發(fā)以及準(zhǔn)確預(yù)測(cè)、避免前列腺癌復(fù)發(fā)還有很長(zhǎng)一段路要走。所以,這里我們利用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序以及外顯子組捕獲測(cè)序分析復(fù)發(fā)與未復(fù)發(fā)前列腺癌在分子水平的差異,進(jìn)一步根據(jù)找到的差異推測(cè)前列腺癌復(fù)發(fā)的原因以及鑒定更多用來(lái)預(yù)測(cè)前列腺癌復(fù)發(fā)的分子標(biāo)記,從而大大改善前列腺癌的預(yù)后,為不同水平的病人提供更合適的治療方法。在第一部分,我們利用GEO數(shù)據(jù)庫(kù)里有關(guān)前列腺癌復(fù)發(fā)樣本與未復(fù)發(fā)樣本的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行了三種分析：可變剪切分析,差異共表達(dá)分析以及單核苷酸突變分析。通過(guò)可變剪切分析,我們?cè)趶?fù)發(fā)組樣本MYC基因上找到一個(gè)特異的可變剪切事件,該可變剪切會(huì)導(dǎo)致NM_002467轉(zhuǎn)錄本發(fā)生移碼突變,最終會(huì)影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及功能,進(jìn)而對(duì)MYC蛋白質(zhì)參與的一系列重要的生命活動(dòng)產(chǎn)生重大影響,包括腫瘤的發(fā)生發(fā)展。同時(shí),還篩選到10個(gè)差異共表達(dá)基因集,這些基因集內(nèi)的基因在未復(fù)發(fā)組樣本中表達(dá)之間呈顯著正相關(guān),但在復(fù)發(fā)組樣本中,正相關(guān)關(guān)系則大大減弱,甚至變成負(fù)相關(guān)。這種表達(dá)相關(guān)性的改變,可能暗示了組內(nèi)某種調(diào)控關(guān)系的改變,也許這種調(diào)控關(guān)系的改變正是腫瘤復(fù)發(fā)進(jìn)程中的一部分。通過(guò)DCGL軟件,我們還篩選到幾個(gè)最重要的、對(duì)復(fù)發(fā)組和未復(fù)發(fā)組之間調(diào)控關(guān)系改變影響最大的調(diào)控因子COUP-TF1、HNF-4alpha2、PPARA、MAFK、NFE2、GCGR,并由此推斷這些調(diào)控因子通過(guò)對(duì)靶基因表達(dá)調(diào)控的改變促進(jìn)了前列腺癌的復(fù)發(fā)。另外,我們還分別在復(fù)發(fā)組和未復(fù)發(fā)組找到2411和2971個(gè)特異的外顯子突變,其中分別有101個(gè)和119個(gè)突變已經(jīng)收錄在dbsnp138數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)對(duì)其中的移碼突變以及終止獲得突變所在的基因進(jìn)行功能聚類(lèi)和通路分析,發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)組受這種突變影響的基因主要聚集在細(xì)胞周期、胞外基質(zhì)受體相互作用、黏著斑、泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)水解以及癌癥通路這些與癌癥發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的通路里。通過(guò)深入分析這些突變或許能為我們探索前列腺癌復(fù)發(fā)機(jī)制提供突破口。在第二部分里,通過(guò)對(duì)30個(gè)復(fù)發(fā)病人以及44個(gè)未復(fù)發(fā)前列腺癌病人的前列腺癌組織進(jìn)行外顯子捕獲測(cè)序,并從四個(gè)方面對(duì)它們進(jìn)行分析,最終,我們得到以下結(jié)果：通過(guò)單核苷酸突變檢測(cè),我們分別在復(fù)發(fā)組和未復(fù)發(fā)組篩選到24個(gè)(18個(gè)非同義突變和6個(gè)同義突變)和31個(gè)(21個(gè)非同義突變、6個(gè)同義突變、1個(gè)終止缺失和3個(gè)終止獲得)特異的高頻外顯子突變位點(diǎn),并在大量樣本中對(duì)一些位點(diǎn)進(jìn)行了驗(yàn)證。通過(guò)隨機(jī)森林算法,我們篩選到50個(gè)可用于區(qū)分復(fù)發(fā)病人與未復(fù)發(fā)病人的最優(yōu)突變位點(diǎn),并且通過(guò)交叉驗(yàn)證算法得出由這些突變位點(diǎn)構(gòu)建的隨機(jī)森林模型預(yù)測(cè)復(fù)發(fā)/未復(fù)發(fā)的錯(cuò)誤率低至5%。同時(shí)通過(guò)mutsig軟件我們分別在復(fù)發(fā)組和未復(fù)發(fā)組篩選到191個(gè)和189個(gè)顯著突變基因,且這些基因主要分布在MAPK3活性、肌動(dòng)蛋白絲、視黃酸受體信號(hào)路徑的負(fù)調(diào)控、應(yīng)對(duì)高氧、Notch信號(hào)通路以及慢性骨髓性白血病通路,暗示這些通路可能與前列腺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。最后通過(guò)拷貝數(shù)突變的檢測(cè),我們?cè)趶?fù)發(fā)組篩選到21個(gè)特異性缺失區(qū)域和190個(gè)特異性擴(kuò)增區(qū)域,通過(guò)Cisgenome軟件定位,發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域主要分布在1號(hào)(p3,q3)、2號(hào)(q3)、3號(hào)(p2,q2)、8號(hào)(q2)和12號(hào)染色體(q1,q2),尤其是8號(hào)染色體,具體來(lái)說(shuō)就是8號(hào)染色體長(zhǎng)臂2區(qū)(q2)。而其中涉及的基因主要參與癌癥通路(JUP, EPAS1, TP53, MDM2, NOS2, FGF12, TPR, STAT1, CTNNA2)以及α干擾素信號(hào)傳導(dǎo)通路(IRF9,STAT1, STAT2)。最終通過(guò)對(duì)前列腺癌復(fù)發(fā)與未復(fù)發(fā)樣本進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)分析以及外顯子組捕獲測(cè)序數(shù)據(jù)分析,我們找到了很多復(fù)發(fā)組特有的突變,包括可變剪切、單核苷酸突變以及拷貝數(shù)變異,這些突變所在基因參與了重要的生物學(xué)過(guò)程,包括與癌癥有關(guān)的活動(dòng)。另外,還篩選了50個(gè)最優(yōu)突變構(gòu)建隨機(jī)森林分類(lèi)模型,預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率高于90%。不過(guò),這些突變與前列腺癌復(fù)發(fā)之間的具體關(guān)系以及分類(lèi)模型的準(zhǔn)確性還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R737.25;Q811.4

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