ABCA8在结直肠癌中的生物信息学分析及验证.pdf
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1、本文引文格式:台维龙,黄天赋,曹宇生,等.A B C A8在结直肠癌中的生物信息学分析及验证J.右江民族医学院学报,2 0 2 3,4 5(4):5 9 4-6 0 1.【论著与临床报道】A B C A8在结直肠癌中的生物信息学分析及验证台维龙1,黄天赋2,曹宇生1,梁浩源1,黄许森3(1.右江民族医学院研究生学院,广西 百色 5 3 3 0 0 0;2.右江民族医学院附属医院心胸血管外科,广西 百色 5 3 3 0 0 0;3.右江民族医学院附属医院胃肠外科,广西 百色 5 3 3 0 0 0)摘 要:目的 研究A T P结合盒亚家族A成员8(A B C A8)在结直肠癌中的作用。方法 下载
2、癌症基因组图谱数据库(T h eC a n c e rG e n o m eA t l a s,T C GA)中的结直肠癌数据,利用l i mm aR包研究A B C A8在T C GA数据集中的表达情况。随即利用结直肠癌的临床生存状态数据研究该基因是否和结直肠癌的生存预后相关。利用基因相关性分析研究A B C A8在结直肠癌中和其他基因之间是否具有相关性。利用R包e s t i m a t e包和C I B E R S O R TR包得到结直肠癌中每个样本的肿瘤微环境打分以及运行肿瘤免疫浸润分析,并且对A B C A8基因表达量高低的两个分组之间进行免疫细胞以及肿瘤微环境的表达进行分析。利用
3、免疫检查点相关基因分析A B C A8和其之间的关联。采用W e s t e r nB l o t验证收集的结直肠癌患者癌、癌旁以及正常组织中的A B C A8的表达情况,并且同时验证人类蛋白图谱数据库(T h eH u m a nP r o t e i nA t l a s,HP A)中A B C A8基因在结直肠癌以及正常肠道组织中的表达水平变化。结果 通过差异分析发现A B C A8在结直肠癌中低表达。通过相关性分析一共得到了多个与A B C A8密切相关的基因。通过肿瘤微环境评分发现依据A B C A8表达水平不同分成的高、低表达两组中,基质评分,免疫评分和肿瘤微环境评分均有差异。利用
4、生物信息学分析还发现A B C A8基因和免疫细胞以及免疫检查点相关基因之间具有明显的关联。通过W e s t e r nB l o t和H P A数据库中发现正常肠组织中A B C A8的表达水平高于结直肠癌组织。结论 A B C A8在结直肠癌和正常肠道组织中具有明显差异,可以作为一种新的诊断生物标志物。关键词:A T P结合盒亚家族A成员8;结直肠癌;生物信息学;癌症基因组图谱数据库中图分类号:R 7 3 5.3 文献标识码:A 文章编号:1 0 0 1-5 8 1 7(2 0 2 3)0 4-0 5 9 4-0 8d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 1-
5、5 8 1 7.2 0 2 3.0 4.0 0 8B i o i n f o r m a t i c sa n a l y s i sa n dv a l i d a t i o no fA B C A8i nc o l o r e c t a l c a n c e rT a iW e i l o n g1,H u a n gT i a n f u2,C a oY u s h e n g1,L i a n gH a o y u a n1,H u a n gX u s e n3(1.G r a d u a t eS c h o o l,Y o u j i a n gM e d i c a lU
6、 n i v e r s i t yf o rN a t i o n a l i t i e s,B a i s e5 3 3 0 0 0,G u a n g x i,C h i n a;2.C a r d i o t h o r a c i cV a s c u l a rS u r g e r y,T h eA f f i l i a t e dH o s p i t a l o fY o u j i a n gM e d i c a lU n i v e r s i t yf o rN a t i o n a l i t i e s,B a i s e5 3 3 0 0 0,G u a
7、n g x i,C h i n a;3.D e p a r t m e n t o fG a s t r o i n t e s t i n a lS u r g e r y,T h eA f f i l i a t e dH o s p i t a l o fY o u j i a n gM e d i c a lU n i v e r s i t yf o rN a t i o n a l i t i e s,B a i s e5 3 3 0 0 0,G u a n g x i,C h i n a)A b s t r a c t:O b j e c t i v e T o i n v e
8、s t i g a t et h er o l eo fAT P-b i n d i n gc a s s e t t es u b f a m i l yA m e m b e r8(A B C A8)i nc o l o r e c t a l c a n c e r.M e t h o d s I nt h i s s t u d y,c o l o r e c t a l c a n c e rd a t a f r o mT h eC a n c e rG e n o m eA t l a s(T C GA)w e r ed o w n l o a d e d,a n d t h e
9、 e x p r e s s i o no fA B C A8 i n t h eT C GAd a t a s e tw a s a n a l y z e du s i n g t h e l i mm aRp a c k a g e.C l i n i c a l s u r v i v a ls t a t u sd a t ao fc o l o r e c t a lc a n c e rp a t i e n t sw e r ee x a m i n e dt oa s s e s st h ea s s o c i a t i o nb e t w e e nA B C A8
10、 a n ds u r v i v a l p r o g n o s i s.G e n e c o r r e l a t i o na n a l y s i sw a su s e d t o i n v e s t i g a t ew h e t h e rA B C A8w a s a s s o c i a t-e dw i t ho t h e rg e n e s i nc o l o r e c t a l c a n c e r.R-p a c k e t e s t i m a t ek i t a n dC I B E R S O R TRp a c k a g e
11、w e r eu s e d t oo b t a i n495第4 5卷 第4期 右江民族医学院学报 V o l.4 5N o.42 0 2 3年8月 J o u r n a l o fY o u j i a n gM e d i c a lU n i v e r s i t yf o rN a t i o n a l i t i e s A u g.2 0 2 3第一作者简介:台维龙(1 9 9 5-),男,硕士,研究方向:胃肠道疾病的临床和基础研究,E-m a i l:t w l 2 0 2 0 1 0 0 2 0 8 41 6 3.c o m 通讯作者简介:黄许森(1 9 7 1-),
12、男,本科,教授,主任医师,硕士研究生导师,研究方向:胃肠道肿瘤和创面修复,E-m a i l:h x s f y1 6 3.c o mt u m o rm i c r o e n v i r o n m e n t s c o r e sa n dc o n d u c t t u m o r i mm u n e i n f i l t r a t i o na n a l y s i s.M o r e o v e r,t h ee x p r e s s i o no fi mm u n ec e l l sa n dt u m o rm i c r o e n v i r o n m
13、e n tb e t w e e nt h eh i g ha n d l o wA B C A8 e x p r e s s i o ng r o u p sw a sa n a l y z e d.I mm u n ec h e c k p o i n t r e l a t e dg e n e sw e r eu s e d t oa n a l y z eA B C A8 a n d i t s a s s o c i a t i o n.T h e e x p r e s s i o no fA B C A8 i nc o l o r e c t a l c a n c e r,a
14、 d j a c e n tt i s s u e s,a n dn o r m a l t i s s u e sw a sv a l i d a t e du s i n g W e s t e r nB l o t,a n dt h ee x p r e s s i o nc h a n g e i nc o l o r e c t a l c a n c e ra n dn o r m a l i n t e s t i n a l t i s s u e sw e r ev e r i f i e du s i n gT h eH u m a nP r o t e i nA t l
15、a s(H P A)d a t a b a s e.R e s u l t s D i f f e r e n t i a la n a l y s i ss h o w e dt h a tA B C A8e x p r e s s i o nw a sl o wi nc o l o r e c t a lc a n c e r.M a n yg e n e sc l o s e l yr e l a t e dt oA B C A8w e r eo b t a i n e dt h r o u g hc o r r e l a t i o na n a l y s i s.T h eh i
16、 g ha n dl o wA B C A8e x p r e s-s i o ng r o u p s s h o w e dd i f f e r e n c e s i nm a t r i xs c o r e,i mm u n e s c o r e,a n d t u m o rm i c r o e n v i r o n m e n t s c o r eb a s e do n t h et u m o rm i c r o e n v i r o n m e n t s c o r i n g.B i o i n f o r m a t i c s a n a l y s
17、i s a l s o f o u n d t h a tA B C A8g e n ew a s s i g n i f i c a n t l ya s s o c i-a t e dw i t h i mm u n ec e l l sa sw e l l a s i mm u n ec h e c k p o i n t r e l a t e dg e n e s.W e s t e r nB l o ta n dH P Ad a t a b a s ea n a l y s i sc o n f i r m e dh i g h e r e x p r e s s i o no f
18、A B C A8 i nn o r m a l i n t e s t i n a l t i s s u e s c o m p a r e d t o c o l o r e c t a l c a n c e r t i s s u e s.C o n-c l u s i o n A B C A8e x h i b i t s s i g n i f i c a n td i f f e r e n t i a l e x p r e s s i o nb e t w e e nc o l o r e c t a l c a n c e r a n dn o r m a l i n t
19、e s t i n a l t i s-s u e s,s u g g e s t i n g i t sp o t e n t i a l a san o v e l d i a g n o s t i cb i o m a r k e r.K e yw o r d s:AT P-b i n d i n gc a s s e t t es u b f a m i l yA m e m b e r 8;c o l o r e c t a l c a n c e r;b i o i n f o r m a t i c s;T h eC a n c e rG e n o m eA t l a s
20、结直肠癌是一种在任何年龄都可发病,源于结肠和直肠的癌症。其发病隐秘,症状早期多为大便性状改变,腹痛等,通常不会引起患者的注意1。在2 0 0 0年到2 0 1 6年期间,男性前列腺恶性肿瘤、结肠直肠恶性肿瘤、白血病、脑恶性肿瘤、胰腺恶性肿瘤、膀胱恶性肿瘤发病率呈上升趋势;而在女性中,甲状腺恶性肿瘤、宫颈恶性肿瘤、子宫恶性肿瘤、结肠直肠恶性肿瘤、肺恶性肿瘤、乳房恶性肿瘤的发病率明显上升2-3。无论男性或女性,结直肠癌的发病率和死亡率均呈升高趋势。AT P结合盒 亚 家 族A成 员8(AT P-b i n d i n gc a s s e t t es u b f a m i l y A m e
21、m b e r8,A B C A8)是A B CT r a n s p o r t e r超级家族的成员。其中,人类有4 8个转录活性被分为7个亚家族,分别为A-G家族。A B C A1和A B C A8是同源的,而且A B C A1被认为可抑制多种癌症的增殖和转移4-8。然而,A B C A8在肿瘤发生中的作用和作用机制尚不清楚,尤其是在结直肠癌中。1 方法1.1 下载T C GA数据库中结直肠癌的数据 通过T C GA数据库下载到了关于结直肠癌的5 1 4名结直肠癌患者和健康对照患者的样本数据。T C GA数据库是由美国国家癌症研究所(N a t i o n a lC a n c e r
22、I n s t i t u-t e,N C I)和国家人类基因组研究所(N a t i o n a lH u m a nG e n o m eR e s e a r c h I n s t i t u t e,NHG R I)合作建立的癌症研究项目,通过收集整理癌症相关的各种组学数据,提供了一个大型的、免费的癌症研究参考数据库。1.2 A B C A8在结直肠癌中的表达情况 提取了A B C A8基因在结直肠癌患者样本和健康对照样本中的表达情况,随即利用R包L i mm a包对A B C A8基因的表达差异进行分析,并且绘制箱线图以及样品配对差异箱线图。1.3 A B C A8和结直肠癌之间预
23、后相关性分析 通过T C GA数据库下载结直肠癌的临床数据文件,删除正常样品的数据,并且根据A B C A8基因的表达量对结直肠癌样品进行分组,分为高、低风险组。随即,将样品的生存数据和A B C A8的表达数据进行合并,通过s u r v i v a l和s u r m i n e rR包进行分析,比较高、低表达组之间生存差异,并得到显著性分析的P值,最后绘制生存曲线。1.4 基因相关性分析 设置相关性分析的过滤条件,相关性系数0.6,且相关性检验P0.0 0 1。随即对结直肠癌的数据表达集进行分析,删除正常样品,提取A B C A8基因在肿瘤样品中的表达情况,并且提取其他基因在肿瘤样本内的
24、表达量,随即对A B C A8基因和其他基因的表达情况进行相关性检验,并且根据过滤条件得到满足条件的基因,并且绘制相关性系数散点图,以及利用c i r c l i z e R包绘制相应圈图。1.5 肿瘤免疫微环境分析 通过运行e s t i m a t e b R包,得到每个结直肠癌肿瘤样品的免疫微环境打分,并且根据A B C A8基因的表达情况得到高表达A B C A8的分组和低表达A B C A8的分组之间的肿瘤免疫微环境打分情况并绘制小提琴图。1.6 免疫细胞浸润相关分析 C i b e r s o r t是目前引用次数最多的免疫细胞浸润估计分析工具。C I B E R-S O R T是
25、基于线性支持向量回归(l i n e a rs u p p o r tv e c-t o r r e g r e s s i o n)原理对人类免疫细胞亚型的表达矩阵进行去卷积的工具。用于芯片表达矩阵和测序表达矩阵,对未知混合物和含有相近的细胞类型的表达矩阵的去卷积分析优于其他方法。本研究使用c i b e r s o r t5952 0 2 3年 右江民族医学院学报 第4期的官方提供的源代码,指定基准数据库文件,并利用结直肠癌的数据文件进行分析计算免疫细胞,得到免疫浸润的结果。利用A B C A8基因表达量的不同对两个分组进行差异分析,并且通过A B C A8和每个免疫细胞在肿瘤样本中的表达
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