KCNN4与S100A14对满意肿瘤细胞灭术后的浆液性卵巢癌患者复发的预测价值

发布时间：2020-05-28 22:47

【摘要】：目的:大约50-75%的浆液性卵巢癌患者在一线治疗方案完成后的18月内会复发,但是传统的临床指标很难准确地预测患者复发的可能性。本研究旨在筛选与满意肿瘤细胞减灭术后的浆液性卵巢癌患者复发相关的基因,并评估这些基因作为浆液性卵巢癌复发预测指标的预测能力。方法:从“curated Ovarian Data”包中筛选、下载符合纳入标准的浆液性卵巢癌患者的芯片以及RNA测序数据集。利用信噪比挑选各个入选数据集中,复发患者与非复发患者之间表达差异的基因。选择每个数据集中,高信噪比的前2000个基因,最终获得2个共同基因,即KCNN4和S100A14。利用Fisher's精确检验、log rank检验等,检测KCNN4和S100A14 m RNA表达水平与满意肿瘤细胞减灭术后浆液性卵巢癌患者复发可能性的相关性。利用4种机器学习算法,构建复发预测模型。基于STRING数据库构建KCNN4与S100A14交互作用网路,并提取两基因间最短的连接路径,利用贝叶斯网络,基于爬山算法推测该路径中基因间可能的调控方向。通过超几何测试,对KCNN4与S100A14交互作用网络进行GO、KEGG和REACTOME富集分析。利用免疫组化技术,在127例行满意肿瘤细胞减灭术的浆液性卵巢癌患者的癌组织中,检测KCNN4与S100A14的蛋白表达情况。log rank检验、单因素与多因素COX分析验证KCNN4与S100A14蛋白表达水平对满意肿瘤细胞减灭术后浆液性卵巢癌患者复发的预测能力。结果:经筛选,本研究纳入来自5个不同平台共838例样本的7个数据集,分别是:TCGA中卵巢癌的芯片数据集(TCGA)、TCGA中卵巢癌的RNA测序数据集(TCGA RNASeq)、GSE17260、GSE26193、GSE30161、GSE49997和GSE9891。总体来说,在7个数据集中,KCNN4或S100A14 m RNA高表达与满意肿瘤细胞减灭术后浆液性卵巢癌患者复发率增高显著相关。KCNN4与S100A14的m RNA表达值正相关。除个别情况外之外,KCNN4和S100A14 m RNA的表达水平与临床病理特征无显著相关性。KCNN4的m RNA表达值与其拷贝数变化显著正相关(p=1.918e-05),而与其甲基化水平显著负相关(p=0.0179);S100A14的m RNA表达值与其甲基化水平显著负相关(p=2.787e-13)。以TCGA作为训练数据集,利用线性核支持向量机,基于KCNN4与S100A14的m RNA表达值,构建的满意肿瘤细胞减灭术后浆液性卵巢癌患者的复发预测模型,在其余6个数据集中验证,展现了最优的预测能力。KCNN4与S100A14为中心的作用网络主要参与钾离子转运。KCNN4与S100A14二者之间最短的调控路径被提取,即:KCNN4-UBA52-KLF4-S100A14。本院的样本中验证发现,KCNN4与S100A14蛋白表达水平,是满意肿瘤细胞减灭术后浆液性卵巢癌患者复发的独立预测因子。结论:无论是蛋白或m RNA水平,KCNN4和S100A14表达增高与满意肿瘤细胞减灭术后的浆液性卵巢癌患者的复发可能性增高显著相关。这项发现或有助于浆液性卵巢癌的个性化治疗。
【图文】：

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图 4：7 个公共数据集中，满意肿瘤细胞减灭术后浆液性卵巢癌患者的 KCNN4 mRNA表达值与 S100A14 mRNA 表达值之间的线性回归分析。在每个数据集中，红色小圈代表满意肿瘤细胞减灭术后发生复发的浆液性卵巢癌患者；蓝色小圈代表满意肿瘤细胞减灭术后未发生复发的浆液性卵巢癌患者；黑色线代表回归线。本部分统计分析采用 Spearman 线性相关检验。8. TCGA 中，KCNN4 和 S100A14 的基因拷贝数变异与 mRNA 表达值的相关性。为了进一步探究在行满意肿瘤细胞减灭术的浆液性卵巢癌患者中，与KCNN4或S100A14 mRNA表达相关的调控机制，我们通过R软件包“cgdsr”从cBioportal[35]，下载了本研究纳入的TCGA数据集中，行满意肿瘤细胞减灭术的浆液性卵巢癌患者的KCNN4与S100A14相应的基因拷贝数变异数据，并且我们剔除了在cBioportal中，KCNN4与S100A14没有基因拷贝数变异数据的患者，这些患者不进行此部分的研究。拷贝数变异程度用GISTIC2.0的方法计算，如图5A，，我们发现，TCGA中，浆液性卵巢癌患者的KCNN4的基因拷贝数变异被分为5种状态，分别为纯合性缺失、杂合性缺

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的浆液性卵巢癌患者的KCNN4 mRNA的表达值，显著高于KCNN4杂合性缺失的患者（p=0.00003）；KCNN4拷贝数低程度扩增患者的KCNN4 mRNA的表达值，显著高于KCNN4杂合性缺失的患者（p=0.0024）。然而，图5B显示，我们发现，TCGA中，浆液性卵巢癌患者的S100A14基因拷贝数变异被分为4种状态，分别为杂合性缺失、正常、拷贝数低程度扩增、拷贝数高程度扩增。对于S100A14来说，整体上，S100A14mRNA的表达值与其拷贝数变异状态无显著相关性（p=0.4349）。综上，总的来说，在TCGA的满意肿瘤细胞减灭术后的浆液性卵巢癌患者中，我们认为，KCNN4基因拷贝数变异也许是调控其mRNA表达水平的机制之一，而S100A14基因拷贝数变异也许并不是调控其mRNA表达值的机制之一。图 5图 5：A. KCNN4 mRNA 表达值与其拷贝数变异状态的关系。B. S100A14 mRNA 表达值与其拷贝数变异状态的关系。对于拷贝数变异状态来说：-2 代表纯合性缺失
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R737.31

【参考文献】