皮肤基底细胞癌发生相关的差异mRNA、lncRNA筛选及CASC15生物学功能分析

发布时间：2020-11-14 04:00

　　 第一部分皮肤基底细胞癌发生相关的mRNA挖掘与分析背景与目的:皮肤基底细胞癌(basal cell carcinoma,BCC)被认为是非黑色素瘤皮肤肿瘤的一种常见类型,其发病率高,约占80%新诊断的非黑色素瘤皮肤癌。本研究的目的旨在确定皮肤BCC发生相关的核心基因与信号分子通路,进一步探索皮肤BCC的潜在分子机制,为治疗皮肤BCC提供更有效的分子治疗靶标。材料与方法:我们从基因表达谱数据库GEO(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/)查询并获取了两个皮肤基底细胞癌数据集(GSE7553和GSE103439),共包括19个皮肤基底细胞癌和6个正常组织的基因芯片数据。通过一系列的分析,包括差异基因的筛选、差异基因的功能及通路的富集分析以及差异基因蛋白质相互作用网络和模块的分析,逐步寻找核心基因与信号通路。结果:我们对皮肤基底细胞癌与正常组织进行差异基因分析,共发现313个差异基因,其中上调的基因有222个,下调的基因有91个。基因富集分析表明上调的基因显著富集于细胞周期和有丝分裂的过程,而下调的基因主要富集在不饱和脂肪酸的代谢和细胞分化。此外,根据基因在蛋白相互作用网络中的位度排序,我们确定了拓扑异构酶IIα(topoisomerase II alpha,TOP2A),细胞周期蛋白依赖性激酶1(cyclin-dependent kinase 1,CDK1)和细胞周期蛋白B1(cyclin B1,CCNB1)为3大核心基因。随后我们在整个蛋白相互作用网络的基础上进行了子网络分析,结果表明差异基因主要富集于细胞周期、细胞外基质受体反应、基底细胞癌和Hedgehog等信号通路中。结论:本研究对皮肤基底细胞癌进行了一次全基因组水平生物信息分析,共挖掘出了3个核心基因和4条重要的信号通路。这些新发现的核心差异基因和信号通路可能在皮肤基底细胞癌的发生过程中发挥重要作用,同时揭示了更多的分子靶标,用于皮肤基底细胞癌的靶向治疗。第二部分皮肤基底细胞癌发生相关的lncRNA挖掘与CASC15生物学功能分析背景与目的:越来越多的证据表明,长链非编码RNAs(long non-coding RNAs,lnc RNAs)参与了多种人类癌症的发生与发展。然而,lnc RNAs在基底细胞癌(basal cell carcinoma,BCC)中的作用仍有待进一步研究。因此,本研究的目的是全面探讨lnc RNAs在BCC中的表达情况以及lnc RNA CASC15在BCC细胞中的生物学功能。材料与方法:从基因表达综合数据库GEO中下载了GSE7553基因表达谱数据集,该数据集包含15例肿瘤和4例正常皮肤组织。然后,通过生物信息学方法分析和确定了BCC中差异表达的lnc RNAs。通过q PCR的方法验证了所选择的潜在致癌基因lnc RNA CASC15,并通过CASC15特异性的si RNA转染抑制其表达。我们采用检测细胞活力法和克隆形成实验检测细胞增殖能力;用流式细胞术方法检测细胞凋亡;通过划痕和transwell实验进行细胞侵袭和迁移能力检测。结果:共鉴定出43种差异表达的lnc RNAs,其中有21种lnc RNAs表达上调,22种lnc RNAs表达下调。lnc RNA CASC15在BCC细胞中明显过表达。此外,一系列体外实验证明,下调CASC15表达可以抑制BCC细胞的增殖、迁移和侵袭能力,同时可以促进BCC细胞的凋亡。结论:本研究通过数据挖掘和生物信息学方法分析了BCC的lnc RNAs表达谱情况,同时验证了lnc RNA CASC15的致癌作用,它可能在BCC的致癌过程中发挥关键作用,是BCC潜在的治疗靶点。
【学位单位】：南京医科大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R739.5
【部分图文】：

GSE7553和GSE103439数据集中差异表达的基因图注：(A)GSE7553和GSE103439数据集中共同差异表达的基因

蛋白互作网络中位度排名前30的基因图注：每条柱子上的数字表示每个基因的位度值

27图 1-3 来源于蛋白互作网络的 3 个子网络图注： (A, B) 模块 1 和模块 1 基因的通路分析。(C, D) 模块 2 和模块 2 基因的通路分析。(E, F) 模块 3 和模块 3 基因的通路分析。P 值通过颜色深浅来表示。
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本文编号：2883048