基于加权基因共表达网络分析（WGCNA）的蕈样肉芽肿发病机制初步研究

发布时间：2020-11-04 22:52

　　 第一部分应用加权基因共表达网络分析蕈样肉芽肿相关新型生物标记物目的:蕈样肉芽肿是最常见的皮肤T细胞淋巴瘤,其临床及组织病理表现复杂多变,进入肿瘤期后缺乏有效的治疗手段,预后较差。为了探求蕈样肉芽肿的发病机制,寻找潜在的新型生物标志物,我们通过分析41个蕈样肉芽肿皮损活检组织的基因组图谱来寻找新的重要基因。方法:从基因表达综合数据库(GEO)中获得蕈样肉芽肿的基因表达谱数据集。利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)模拟基因模块,选取阈值(0.5)筛选出最可能的相关基因(枢纽基因)。以KEGG数据库为基础,计算出模块特征根并建立重要的生物通道。结果:采用基于截断值的全基因组剖面收集的3,263个基因,模拟出4个基因模块。在黑色模块中发现了与蕈样肉芽肿相关的有意义的疾病信息,并且发现了 13个枢纽基因,包括 CFLAR,GCNT2,IFNG,IL17A,IL22,MIP,PLCG1,PTH,PTPN6,REG1A,SNAP25、SUPT7L和TP63,均与皮肤T细胞淋巴瘤(CTCL)和成人T细胞淋巴瘤/白血病(ATLL)有关。结论:包括蕈样肉芽肿在内的皮肤T细胞淋巴瘤中,IL17F、PLCG1、IFNG、PTH等基因已经报道,其他高不稳定的基因可能作为调控其生物过程和分子机制的新型生物标志物。第二部分枢纽基因在皮肤T细胞淋巴瘤细胞系Myla及Hut-78中的表达及其意义目的:验证枢纽基因在皮肤T细胞淋巴瘤细胞系Myla及Hut-78中的表达及意义。方法:RT-qPCR法检测皮肤T细胞淋巴瘤细胞系Myla、Hut-78及正常淋巴细胞中枢纽基因 IL17A、PLCG1、CFLAR、GCNT2、REG1A、PTPN6、SNAP25 及 STAT3 的 mRNA表达水平;免疫组织化学方法检测IL-17A及STAT3蛋白在Myla细胞株中的表达水平。结果:Myla及Hut-78细胞株与正常淋巴细胞组相比,显著高表达IL-17A、PLCG1及STAT3,显著低表达CFLAR、GCNT2、PTPN6,SNAP25在Hut-78细胞系中显著高表达,但在Myla细胞系中低表达。REG1A在Myla细胞株中显著高表达。免疫组化检测发现Myla细胞株强表达IL-17A及STAT3。结论:枢纽基因IL-17A、GCNT2、REG1A、SNAP25在蕈样肉芽肿细胞系Myla细胞株的表达与WGCNA分析一致,其中IL-17A及GCNT2在Hut-78细胞株中也显著差异性表达,提示与蕈样肉芽肿的发病有一定的关系。第三部分枢纽基因IL17A在蕈样肉芽肿皮损中的表达及意义目的:验证枢纽基因IL17A在蕈样肉芽肿患者皮损中的表达及意义方法:免疫组化法检测31例蕈样肉芽肿患者和20例银屑病患者皮损中IL-17A及其相关的IL-17F、IL-22和IL-23的表达水平;结果:IL-17A、IL-17F、IL-22、IL-23蛋白在非肿瘤期和肿瘤期蕈样肉芽肿皮损中的表达强于对照组银屑病组(P0.05);IL-17A、IL-17F、IL-22及IL-23蛋白在肿瘤期蕈样肉芽肿皮损中的表达明显弱于非肿瘤期蕈样肉芽肿组(P0.05)。结论:随着MF病情进展,IL-17A及其相关细胞因子IL-17F、IL-22及IL-23蛋白在皮损中表达减弱,提示枢纽基因IL-17A及其相关细胞因子与蕈样肉芽肿发生及发展相关,但是否具有抑制肿瘤作用需要进一步的研究。
【学位单位】：北京协和医学院
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R739.5
【部分图文】：

行注释、可视化和进一步的探索。利用Ｂｅｎｊａｍｉｎ?－?Ｈｏｃｈｂｅｒｇ法调整的Ｆｉｓｈｅｒ’ｓ精确??检验结果的富集程度。在此基础上，构建富集结果的核心网络图，探讨单个基因与??多个集合相互作用的重要关系。??４．确定枢纽基因??枢纽基因是指与基因模块内其他基因高度相关的基因。为了阐明高度连接的基??因的重要性，并确定其分子功能，在ＰｕｂＭｅｄ数据库对基因模块中筛选的枢纽基因??进行搜索，寻找有关蕈样肉芽肿中新的潜在进展和预后标志物。计算每个枢纽基因??的基因表达值和相应的变异系数。??结果??１．髙度相关基因??通过基因共表达分析程序处理基因表达谱数据集，利用Ｒ包ＷＧＣＮＡ以截断值为??基础收集了?３２６３个基因。并用极坐标图展示每一个基因在相应染色体上的定位（图??１．１左侧）。结果表明，大部分筛选的基因位于染色体１、２、３、６、１１、１２和１９（图??１．２Ａ）。而最不稳定的染色体是１５、１６、１９、２０和２２。图１．１右侧显示了?１号染色??体的表意图与每个基因的绝对拷贝数畸变的Ｐ值。??

?中国医学科学院北京协和医学院专业学位博士学位论文???左侧：极坐标图显示收集的３，?２６３个基因在２４条染色体上的分布特征。第一个??环是染色体的表意图；第二个环是基因的频率分布直方图；第三环显??示基因与相邻区域对应的距离（以对数表示）；第四环显示基因组密度??轨迹；最内侧的密度线表示对应染色体上基因表达拷贝数的波动。??右侧：１号染色体的表意图和每个基因的绝对拷贝数畸变的Ｐ值。??Ａ?Ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ?Ｇｌｏｂａｌ?ｒｅｓｕｌｔｓ?Ｂ??

色模块进行了富集分析（表１．３）。富集图可有效识别和枢纽基因之间的关系。结果??发现ＭＦ皮损中基因ＩＬ－１７Ａ、ＰＴＰＮ６、ＣＦＬＡＲ及ＲＥＧ１Ａ高表达；而基因ＩＦＮＧ、ＰＬＣＧ１、??ＳＮＡＰ２５及ＧＣＮＴ２低表达。ＩＬ１７Ａ和ＩＦＮＧ等重要基因与ＡＴＬＬ、ＣＴＣＬ和ＳＳ（图１．?４Ａ）??有很强的相关性。同时进行富集通路分析，发现了显著的信号转导过程（图１．４Ｂ）。??值得注意的是，在ＫＥＧＧ通路富集的结果中，发现了细菌毒素的摄取与作用??（ｈｓａ５３３９５６２）以及梭状芽胞杆菌毒素的神经毒性通路（ｈｓａｌ６８７９９）。??Ｉ??￣??１￣￣Ｈ??ｆ?＼ｍ＼??１?；?－?－■??＾?ｙ：?丨??ｎ－：??￣?－－?．１?Ｉ?．丨ｉ?：丨：．；如?ｊｉ?；??１．００?０．９５?０．＇９０?０：８５?〇＇，０?０：７５?〇＇，０?＂＝?＾?ｆｔ?＾?？－．ｂ?－－ｉ?？??Ｈｅｉｇｈｔ?Ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ??图１．?３模块检测系统树图和曼哈顿图。??左侧：蕈样肉芽肿表达基因的网络分析。系统树图中每片叶形图（垂直线）代表一??个基因，每个分支代表一组高度关联的基因模块，不同的模块用不同颜色表示。??１３??
【参考文献】

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1 黎钊;王平;侯秀丽;刘东银;王媚;郑俊惠;;Th17和Treg细胞与蕈样肉芽肿相关性研究[J];中华皮肤科杂志;2014年09期

本文编号：2870724