基于外周血基因表达谱的胃癌和宫颈癌生物标志物研究

发布时间：2020-04-19 08:17

【摘要】：目的从外周血基因表达谱中筛选胃癌和宫颈癌检测的潜在生物标志物。方法使用PAXgene试管收集21名胃癌(Stomach cancer,SC)患者、11名宫颈癌(Cervical cancer,CC)患者、21名宫颈上皮内瘤变(Cervical intraepithelial neoplasia,CIN)患者和36名健康对照者(Healthy controls,HC)的外周血样本。提取样本mRNA并进行高通量测序。利用生物信息学方法分析样本的基因表达谱,比较胃癌与健康对照者之间,以及宫颈癌、宫颈上皮内瘤变与健康对照三者之间的差异表达基因。使用DAVID在线分析平台对差异表达基因进行基因本体论(Gene ontology,GO)生物学过程分析和京都基因和基因组(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析。为胃癌和宫颈癌的检测提供候选差异表达基因。使用PAXgene试管收集25名胃癌患者、83名宫颈癌患者、32名宫颈上皮内瘤变患者和86名健康对照者的外周血样本。为候选差异表达基因设计引物。使用实时荧光定量PCR(Quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)技术检测候选差异表达基因在新样本中的表达情况,筛选表达量差异显著的基因。使用受试者工作特征(Receiver operating characteristic,ROC)曲线和Logistic回归分析评估差异表达基因检测癌症的能力,初步建立胃癌和宫颈癌的检测模型。结果在胃癌与健康对照样本之间检测到7263个差异表达基因。其生物学过程和通路包括免疫应答、炎症反应、细胞凋亡、T细胞受体信号通路和干扰素-γ介导的信号通路等。在宫颈癌与宫颈上皮内瘤变样本之间检测到1008个差异表达基因。其生物学过程和通路包括免疫反应、细胞凋亡、信号转导、细胞杀伤和炎症反应等。在宫颈上皮内瘤变与健康对照样本之间检测到381个差异表达基因。其生物学过程和通路包括免疫应答、T细胞激活、防御反应、炎症反应和干扰素-γ介导的信号通路等。在宫颈癌与健康对照样本之间检测到118个差异表达基因,没有明确的生物学过程和通路。筛选胃癌与健康对照样本之间的30个差异表达基因,在73个新样本中进行qRT-PCR验证,3个基因(C1QB、MMP9和SMIM1)有显著差异。Logistic回归分析显示这3个基因联合检测胃癌的灵敏度为92%,特异性为72.92%,ROC曲线下面积(Area under curve,AUC)为0.8717。筛选宫颈癌、宫颈上皮内瘤变和健康对照样本之间的59个差异表达基因,在161个新样本中进行qRT-PCR验证,9个基因在至少2组样本间有显著差异。Logistic回归分析显示4个基因(CIR1、GPR84、GZMB和NDUFA1)联合检测宫颈病变(包括宫颈癌和宫颈上皮内瘤变)的灵敏度为82.61%,特异性为87.83%,AUC为0.8981。此外,3个基因(AGAP1、GZMB和NUAK1)联合鉴别宫颈癌和宫颈上皮内瘤变的灵敏度为53.13%,特异性为96.39%,AUC为0.7786。结论胃癌和宫颈癌患者的外周血基因表达谱均与健康对照者存在差异。C1QB、MMP9和SMIM1基因具有检测胃癌的潜在价值。CIR1、GPR84、GZMB和NDUFA1基因具有检测宫颈病变的潜在价值。AGAP1、GZMB和NUAK1基因具有鉴别宫颈癌和宫颈上皮内瘤变的潜在价值。从外周血基因表达谱中筛选差异表达基因是一种有前景的癌症非侵入式检测方法。
【图文】：

军事科学院硕士学位论文 1μL 梯度剂到标有梯子的孔，加 1μL 样本到样本孔。芯片水平放置在 IKA 涡旋器中 2400 rpm 涡旋 1min。 5min 内将芯片放入 Agilent 2100 生物分析仪上运行。浓度，选取 RNA 完整性指数（RNA integrity number, RIN）续实验（图 1.1 和图 1.2）。

加 1μL 梯度剂到标有梯子的孔，，加 1μL 样本到样本孔。将芯片水平放置在 IKA 涡旋器中 2400 rpm 涡旋 1min。在 5min 内将芯片放入 Agilent 2100 生物分析仪上运行。本浓度，选取 RNA 完整性指数（RNA integrity number, RIN）后续实验（图 1.1 和图 1.2）。 Agilent 2100 检测 RNA 完整性合格样本凝胶图谱（RIN=9.2
【学位授予单位】：军事科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R737.33;R735.2

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