發(fā)布時間：2020-09-28 15:23

　　 腎細胞癌(renal cell carcinoma,RCC)是我國泌尿系統(tǒng)腫瘤中發(fā)病率僅次于膀胱癌的惡性腫瘤,約占所有惡性腫瘤發(fā)病率的3%。受生活環(huán)境變化和診斷手段的提高影響,近年來國內(nèi)外腎細胞癌發(fā)病率均呈現(xiàn)明顯的增長趨勢,已經(jīng)成為威脅人類健康的最重要殺手之一。腎透明細胞癌是腎細胞癌的重要組成部分,約占所有腎細胞癌總發(fā)病率的70-80%。到目前為止,腎細胞癌的治療仍以傳統(tǒng)手術和放化療等治療手段為主,但由于腎細胞癌發(fā)病隱匿和診斷手段受限等影響,大部分患者就診時已到了腎細胞癌的中晚期并伴有不同程度的轉(zhuǎn)移,手術后易出現(xiàn)轉(zhuǎn)移和復發(fā),患者預后效果較差。免疫療法是治療終末期腎細胞癌的重要輔助手段之一,但受該手段應答靈敏度較小且具有一定的細胞毒性的限制,其臨床應用效果并不太理想。因此深入研究腎細胞癌及其轉(zhuǎn)移的分子機制,優(yōu)化腎細胞癌治療方案并開發(fā)腎細胞癌治療的新靶向藥物已經(jīng)成為臨床工作的研究熱點之一。本研究利用公共數(shù)據(jù)庫對已有的轉(zhuǎn)移性和非轉(zhuǎn)移性腎透明細胞癌腫瘤樣本芯片表達譜數(shù)據(jù),采用生物信息學方法篩選腎透明細胞癌腫瘤轉(zhuǎn)移相關的特異性差異表達基因,并對這些基因進行功能注釋和生物學功能分析。同時,通過分析差異表達基因編碼蛋白之間的相互作用來構建蛋白與蛋白間相互作用的網(wǎng)絡及與相關小分子藥物相互關聯(lián)分析,為腎透明細胞癌的臨床診斷和藥物控制治療提供一定的數(shù)據(jù)支持。首先,通過GEO數(shù)據(jù)庫下載GSE47352(包括4個早期轉(zhuǎn)移和5個未轉(zhuǎn)移腎透明細胞癌樣本)和GSE22541(包括44例轉(zhuǎn)移和24例未轉(zhuǎn)移的腎透明細胞癌組織樣本)的芯片數(shù)據(jù),采用R語言limma包中的t檢驗根據(jù)基因表達差異篩選轉(zhuǎn)移和未轉(zhuǎn)移腫瘤組織樣本中的差異表達基因。本研究中,在GSE47352數(shù)據(jù)集中共篩選得到359個差異表達基因,包括196個上調(diào)和163個下調(diào)基因。同時,在GSE22541進行差異基因篩選后共得到2623個差異表達基因,包括847個上調(diào)和1776個下調(diào)基因。然后,根據(jù)差異表達基因表達值進行聚類分析,再通過通路和功能分類對篩選的差異表達基因潛在的生物學功能進行進一步的研究,并根據(jù)基因重要的功能和通路構建差異表達基因編碼蛋白的相互作用網(wǎng)絡,同時通過Cmap搜索與疾病密切關聯(lián)的藥物小分子。最后,在細胞水平上對驗證的基因進行生物學功能的進一步分析。對GSE47352芯片中篩選得到的差異表達基因進行信號通路分析后共顯著富集到5條信號通路,其中腎細胞癌是最顯著富集的通路,富集的相關基因包括EPAS1、ETS1、JUN、SOS2、TGFB2和PTPN11。蛋白互作網(wǎng)絡分析發(fā)現(xiàn)JUN(連接度=6)有可能是蛋白相互作用的中心節(jié)點。藥物小分子的分析結(jié)果顯示,毒胡蘿卜內(nèi)酯對腎透明細胞癌具有非常高的抗癌作用。同時,對GSE22541中的差異表達基因進行功能及信號通路分析發(fā)現(xiàn),上調(diào)基因主要顯著富集在細胞外基質(zhì)受體配體相互作用、癌癥通路、黏著斑等相關通路上,而下調(diào)基因主要顯著富集在神經(jīng)因子信號通路、胰島素信號通路和溶酶體信號通路。上、下調(diào)蛋白的蛋白相互作用分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),ITGA2、CDK1、COL1A1、MMP2和DCN是上調(diào)蛋白互作網(wǎng)絡中的核心蛋白,而TP53、AKT1、EP300、HSP90AB1及RELA是下調(diào)蛋白互作網(wǎng)絡中的核心蛋白。為尋找具有代表性的差異表達基因,本研究對兩組芯片篩選的差異表達基因進行分析,取其共有的差異表達基因進行分析。結(jié)果共篩選到7個共有的上調(diào)表達基因和12個共有的下調(diào)表達基因。功能聚類分析后其主要集中在肌肉器官發(fā)展中的方面,而無顯著的信號通路富集。最后,采用實時定量PCR對共有的差異基因表達情況在臨床腫瘤組織樣本和細胞水平上進行驗證。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與非轉(zhuǎn)移的原發(fā)性腎透明細胞癌組織相比,GPRC5A、RAB25、SGCD和KRT7的表達水平在轉(zhuǎn)移性腎透明細胞癌組織中顯著提高;同時,SLC6A19、SULT1C4、NFKBIL1和INF的表達水平在轉(zhuǎn)移性腎透明細胞癌組中顯著降低,與生物信息學的分析結(jié)果一致。同時,在細胞水平上我們也發(fā)現(xiàn),SGCD和KRT7在癌細胞系CAKI中的表達水平顯著高于正常腎細胞系,而SULTIC4的表達水平則顯著低于正常腎細胞系。敲低KRT7的表達水平則能夠顯著抑制CAKI細胞的遷移能力�？偠灾�,本研究通過對比兩組轉(zhuǎn)移和未轉(zhuǎn)移的原發(fā)性腎透明細胞癌的組織芯片中基因表達情況,發(fā)現(xiàn)了19個共有的差異表達基因,并對其進行驗證發(fā)現(xiàn),GPRC5A、RAB25、SGCD、KRT7、SLC6A19、SULT1C4、NFKBIL1和INF可能在腎透明細胞癌的轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮重要作用。進一步細胞水平上的功能驗證發(fā)現(xiàn),敲低KRT7的表達能夠顯著抑制CAKI細胞的遷移能力,提示KRT7能夠通過促進腎透明細胞癌的遷移而進一步促進癌細胞的轉(zhuǎn)移過程。因此,深入研究這些基因在腎透明細胞癌轉(zhuǎn)移過程中的分子機制,對于幫助和提高腎透明細胞癌的臨床治療具有重要指導意義。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：R737.11
【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 腎癌
        1.1.1 腎癌的流行病學
        1.1.2 病理生理學及遺傳因素
        1.1.3 腎癌的診斷
        1.1.4 轉(zhuǎn)移性腎癌治療
    1.2 基因芯片數(shù)據(jù)的生物信息學分析
        1.2.1 數(shù)據(jù)預處理
        1.2.2 差異表達基因分析
        1.2.3 聚類分析
        1.2.4 生物信息學的研究意義
    1.3 本研究的目的與意義
第2章 轉(zhuǎn)移性腎透明細胞癌生物靶標識別
    2.1 引言
    2.2 材料和方法
        2.2.1 芯片數(shù)據(jù)來源
        2.2.2 芯片數(shù)據(jù)預處理
        2.2.3 差異表達基因篩選
        2.2.4 差異表達基因聚類分析
        2.2.5 差異基因功能、通路富集分析
        2.2.6 蛋白互作網(wǎng)絡構建
        2.2.7 相關藥物小分子的篩選
    2.3 結(jié)果
        2.3.0 差異表達基因篩選
        2.3.1 兩種組織樣本基因表達的差異程度比較
        2.3.2 差異基因功能、通路富集分析
        2.3.3 差異表達蛋白PPI網(wǎng)絡的構建
        2.3.4 相關藥物小分子的篩選
    2.4 討論
第3章 芯片數(shù)據(jù)的蛋白互作網(wǎng)絡及代謝通路分析
    3.1 引言
    3.2 材料和方法
        3.2.1 表達譜數(shù)據(jù)獲取
        3.2.2 表達譜數(shù)據(jù)預處理
        3.2.3 差異基因識別
        3.2.4 差異表達基因的功能富集分析
        3.2.5 差異基因的通路聚類分析
        3.2.6 蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡
        3.2.7 網(wǎng)絡模塊分析
        3.2.8 疾病相關miRNA的預測
        3.2.9 轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡分析
    3.3 結(jié)果
        3.3.1 數(shù)據(jù)預處理
        3.3.2 差異表達基因篩選
        3.3.3 差異表達基因的功能富集
        3.3.4 差異表達基因的功能聚類分析
        3.3.5 重要通路展示
        3.3.6 蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡
        3.3.7 子網(wǎng)絡模塊分析
        3.3.8 miRNA-靶基因預測
        3.3.9 轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡分析
    3.4 討論
第4章 兩組芯片差異表達基因綜合對比分析
    4.1 引言
    4.2 材料和方法
        4.2.1 兩組差異基因的對比
        4.2.2 共有差異基因的功能分析
        4.2.3 共有差異基因的相互作用分析
        4.2.4 TF調(diào)控靶基因關系預測與網(wǎng)絡構建
    4.3 結(jié)果
        4.3.1 兩組差異基因的對比
        4.3.2 共有差異基因的功能分析
        4.3.3 共有差異表達蛋白的相互作用分析
        4.3.4 TF-靶基因關系預測
    4.4 討論
第5章 共有差異基因在轉(zhuǎn)移和非轉(zhuǎn)移人腎透明細胞癌組織中表達的驗證
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 材料與試劑
        5.2.2 儀器與試劑
        5.2.3 實驗方法
        5.2.4 RT-qPCR實驗
        5.2.5 統(tǒng)計學分析
    5.3 實驗結(jié)果
        5.3.1 上調(diào)差異表達基因驗證
        5.3.2 下調(diào)差異表達基因驗證
    5.4 討論
第6章 細胞水平驗證差異表達基因的生物學功能
    6.1 引言
    6.2 材料與方法
        6.2.1 細胞株
        6.2.2 儀器與試劑
        6.2.3 實驗方法
        6.2.4 統(tǒng)計學分析
    6.3 實驗結(jié)果
        6.3.1 不同遷移能力細胞中基因表達的檢測
        6.3.2 shKRT7對細胞增殖和遷移能力的影響
    6.4 討論
結(jié)論
參考文獻
作者簡介及科研成果
致謝

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 楊林;熊波;;腎透明細胞癌尿液中鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子4的表達及臨床意義[J];重慶醫(yī)科大學學報;年期

2 徐輝景;張梅花;余德洪;馮耀霞;;多層螺旋CT檢查診斷腎透明細胞癌病理對比分析[J];浙江中西醫(yī)結(jié)合雜志;2017年12期

3 孫連桃;肖偉利;;巨噬細胞移動抑制因子在腎透明細胞癌組織中的表達與意義[J];中國老年學雜志;2017年24期

4 潘險峰;;內(nèi)皮細胞特異性分子水平與腎透明細胞癌發(fā)生及惡性程度的相關性[J];實用癌癥雜志;2018年02期

5 陳文峰;;后腹腔鏡腎癌根治術治療局限性腎透明細胞癌的臨床療效[J];中國醫(yī)藥指南;2015年31期

6 夏韓;哈木拉提·吐送;王文光;王玉杰;張立東;;漢族、維吾爾族腎透明細胞癌患者血清差異氨基酸的比較[J];現(xiàn)代泌尿外科雜志;2015年11期

7 田昊;吳育棟;李彥君;晏濱;柯炳虎;尚芝群;牛遠杰;;腎透明細胞癌中血管抑制蛋白-1與微血管密度的檢測及臨床意義[J];臨床泌尿外科雜志;2015年03期

8 蘭英;劉燕娜;曲國田;陳曉慧;;結(jié)節(jié)性硬化癥合并腎透明細胞癌的超聲表現(xiàn)及文獻復習[J];東南國防醫(yī)藥;2015年02期

9 霍英杰;袁靜;王成健;張玉;趙永強;姚文娟;楊景震;;低級別腎透明細胞癌的3.0TMRI研究[J];臨床放射學雜志;2014年02期

10 張勇;;腎透明細胞癌影像學表現(xiàn)與病理學改變的相關性[J];菏澤醫(yī)學�？茖W校學報;2013年04期

相關會議論文 前10條

1 桂定文;張青漢;;腎透明細胞癌頭皮轉(zhuǎn)移一例報告[A];第七次中國中西醫(yī)結(jié)合泌尿外科學術年會暨第二次廣東省中西醫(yī)結(jié)合泌尿外科學術年會論文集[C];2009年

2 劉婧;;腎透明細胞癌伴全身轉(zhuǎn)移在全身擴散加權成像的影像規(guī)律[A];中華醫(yī)學會第16次全國放射學學術大會論文匯編[C];2009年

3 吳俊;梅長林;趙海丹;戴兵;劉亞偉;;多囊蛋白-1在腎透明細胞癌及常染色體顯性多囊腎病患者體液中含量的比較研究[A];中華醫(yī)學會腎臟病學分會2006年學術年會論文集[C];2006年

4 柏瑞;歐陜興;林偉光;;雙腎透明細胞癌胰腺轉(zhuǎn)移一例報告[A];中華醫(yī)學會第十三屆全國放射學大會論文匯編（下冊）[C];2006年

5 何還珠;;腎透明細胞癌的1例報道[A];2003年全國醫(yī)學影像技術學術會議論文匯編[C];2003年

6 畢偉;徐麗偉;徐春媚;董曉秋;;腎透明細胞癌超聲造影模式及定量指標分析[A];中國超聲醫(yī)學工程學會第七屆全國腹部超聲學術會議學術論文匯編[C];2007年

7 徐麗偉;徐春媚;畢偉;董曉秋;;腎透明細胞癌超聲造影模式與其病理分化程度的相關性[A];中國超聲醫(yī)學工程學會第七屆全國腹部超聲學術會議學術論文匯編[C];2007年

8 鄭宇朋;;腎透明細胞癌三次轉(zhuǎn)移至鼻腔[A];第十五屆全國泌尿外科學術會議論文集[C];2008年

9 耿江;方祖軍;吳忠;姜昊文;鄭捷;丁強;;腎透明細胞癌術后遠處轉(zhuǎn)移(附15例報告)[A];第十五屆全國泌尿外科學術會議論文集[C];2008年

10 田野;;腎透明細胞癌組織中COX-2的表達與淋巴管生成關系的研究[A];第十五屆全國泌尿外科學術會議論文集[C];2008年

相關重要報紙文章 前3條

1 張中橋;Survivin在腎透明細胞癌中起重要作用[N];中國醫(yī)藥報;2006年

2 王茜;隱瞞病情可能更會嚇壞患者,好心態(tài)是良藥[N];新華每日電訊;2007年

3 本報記者 譚嘉;別把PET—CT當體檢“神器”[N];健康報;2013年

相關博士學位論文 前10條

1 陳奇?zhèn)?應用力學模型研究腎透明細胞癌微環(huán)境中淋巴細胞與腫瘤生長介導的壓力對腫瘤細胞作用的分子機制[D];大連醫(yī)科大學;2018年

2 楊海玲;基于芯片數(shù)據(jù)對腎癌轉(zhuǎn)移和非轉(zhuǎn)移的生物網(wǎng)絡分析及代謝通路分析[D];吉林大學;2018年

3 王延東;MiR-455-3p.1靶向調(diào)控PIK3R1基因促進腎透明細胞癌細胞增殖、侵襲與轉(zhuǎn)移的研究[D];貴州醫(yī)科大學;2018年

4 李家寬;長鏈非編碼RNA MRCCAT1通過解除NPR3對MAPK通路的抑制而促進腎透明細胞癌轉(zhuǎn)移的生物學機制研究[D];第二軍醫(yī)大學;2017年

5 蔣照輝;色素上皮衍生因子在腎透明細胞癌中的表達及影響[D];復旦大學;2010年

6 高曉康;survivin基因在腎透明細胞癌中的表達及survivin反義寡核苷酸對786-O細胞生物學行為的影響[D];第四軍醫(yī)大學;2005年

7 楊軼凡;水通道蛋白1、2、3在腎透明細胞癌中的表達及意義[D];吉林大學;2007年

8 張義俠;CXCR4和CCR3在腎透明細胞癌中的表達及調(diào)節(jié)[D];中國醫(yī)科大學;2008年

9 李益飛;組蛋白去乙�；敢种苿⿲δI細胞癌增殖及凋亡影響[D];復旦大學;2012年

10 衡寶利;TRIB3在腎透明細胞癌發(fā)生發(fā)展中的作用及機制探討[D];暨南大學;2017年

相關碩士學位論文 前10條

1 亓立成;高危局限性腎透明細胞癌根治術后輔助應用舒尼替尼的生存分析[D];軍事科學院;2018年

2 徐明哲;磁共振DWI和DTI在腎臟腫瘤診斷中的價值[D];大連醫(yī)科大學;2018年

3 MOHAMED ABDULLAHI MOHAMUD;單源雙能CT平掃直方圖分析評估腎透明細胞癌（ccRCC）分級的作用[D];大連醫(yī)科大學;2018年

4 孫軻;早期腎透明細胞癌患者預后的影響因素[D];新疆醫(yī)科大學;2018年

5 杜江;SPRED2及LC3Ⅱ在腎透明細胞癌中的表達及意義初探[D];遵義醫(yī)學院;2018年

6 魏旭瑞;ETV6，miR-200家族，CRKL三者形成的調(diào)控環(huán)路對腎透明細胞癌轉(zhuǎn)移能力的影響[D];大連醫(yī)科大學;2018年

7 趙斌;PIM1通過靶向細胞核中的Smads和c-Myc來調(diào)節(jié)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化過程并增強腎透明細胞癌的腫瘤活動[D];大連醫(yī)科大學;2018年

8 劉佳杰;RNF180在腎透明細胞癌中的表達及臨床意義[D];錦州醫(yī)科大學;2018年

9 NUR NAHAR;腎透明細胞癌CT特征分析及其臨床意義[D];山東大學;2017年

10 施達;五個與腎透明細胞癌患者預后顯著相關lncRNA的發(fā)現(xiàn)[D];華東師范大學;2017年

本文編號：2828950