本文選題：前列腺癌　切入點：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的腫瘤疾病。針對局限性前列腺癌,一般療法是根治性前列腺切除術(shù)或者放射療法,有時還會輔以激素療法。經(jīng)過治療,大部分病人病情得到緩解,但一部分病人前列腺癌仍會復(fù)發(fā)。隨著對前列腺癌研究的深入,人們對前列腺癌復(fù)發(fā)的機(jī)制提出了幾種解釋：比如間質(zhì)到上皮轉(zhuǎn)化、雄激素信號通路的再活化以及抑制轉(zhuǎn)移的基因缺失。同時,越來越多的復(fù)發(fā)預(yù)測因子被鑒定出來,比如雄激素受體剪切突變、TMPRSS2:EGR基因融合以及長的非編碼RNA等等。盡管這些預(yù)測因子大大改善了對前列腺癌復(fù)發(fā)的預(yù)測效果,但距離真正地了解前列腺復(fù)發(fā)以及準(zhǔn)確預(yù)測、避免前列腺癌復(fù)發(fā)還有很長一段路要走。所以,這里我們利用轉(zhuǎn)錄組測序以及外顯子組捕獲測序分析復(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)找到的差異推測前列腺癌復(fù)發(fā)的原因以及鑒定更多用來預(yù)測前列腺癌復(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。通過可變剪切分析,我們在復(fù)發(fā)組樣本MYC基因上找到一個特異的可變剪切事件,該可變剪切會導(dǎo)致NM_002467轉(zhuǎn)錄本發(fā)生移碼突變,最終會影響蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)以及功能,進(jìn)而對MYC蛋白質(zhì)參與的一系列重要的生命活動產(chǎn)生重大影響,包括腫瘤的發(fā)生發(fā)展。同時,還篩選到10個差異共表達(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DCGL軟件,我們還篩選到幾個最重要的、對復(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)控因子通過對靶基因表達(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個特異的外顯子突變,其中分別有101個和119個突變已經(jīng)收錄在dbsnp138數(shù)據(jù)庫。通過對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,通過對30個復(fù)發(fā)病人以及44個未復(fù)發(fā)前列腺癌病人的前列腺癌組織進(jìn)行外顯子捕獲測序,并從四個方面對它們進(jìn)行分析,最終,我們得到以下結(jié)果：通過單核苷酸突變檢測,我們分別在復(fù)發(fā)組和未復(fù)發(fā)組篩選到24個(18個非同義突變和6個同義突變)和31個(21個非同義突變、6個同義突變、1個終止缺失和3個終止獲得)特異的高頻外顯子突變位點,并在大量樣本中對一些位點進(jìn)行了驗證。通過隨機(jī)森林算法,我們篩選到50個可用于區(qū)分復(fù)發(fā)病人與未復(fù)發(fā)病人的最優(yōu)突變位點,并且通過交叉驗證算法得出由這些突變位點構(gòu)建的隨機(jī)森林模型預(yù)測復(fù)發(fā)/未復(fù)發(fā)的錯誤率低至5%。同時通過mutsig軟件我們分別在復(fù)發(fā)組和未復(fù)發(fā)組篩選到191個和189個顯著突變基因,且這些基因主要分布在MAPK3活性、肌動蛋白絲、視黃酸受體信號路徑的負(fù)調(diào)控、應(yīng)對高氧、Notch信號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)。最后通過拷貝數(shù)突變的檢測,我們在復(fù)發(fā)組篩選到21個特異性缺失區(qū)域和190個特異性擴(kuò)增區(qū)域,通過Cisgenome軟件定位,發(fā)現(xiàn)這些區(qū)域主要分布在1號(p3,q3)、2號(q3)、3號(p2,q2)、8號(q2)和12號染色體(q1,q2),尤其是8號染色體,具體來說就是8號染色體長臂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干擾素信號傳導(dǎo)通路(IRF9,STAT1, STAT2)。最終通過對前列腺癌復(fù)發(fā)與未復(fù)發(fā)樣本進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)分析以及外顯子組捕獲測序數(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)過程,包括與癌癥有關(guān)的活動。另外,還篩選了50個最優(yōu)突變構(gòu)建隨機(jī)森林分類模型,預(yù)測準(zhǔn)確率高于90%。不過,這些突變與前列腺癌復(fù)發(fā)之間的具體關(guān)系以及分類模型的準(zhǔn)確性還需要進(jìn)一步驗證。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R737.25;Q811.4

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本文編號：1665641