文摘
客观的。口腔舌鳞状细胞癌(OTSCC)和口腔鳞状细胞癌(BSCC)的第一和第二口腔癌的主要原因,分别。OTSCC和BSCC与口腔癌患者的不良预后有关。因此,我们旨在表明信号通路、基因本体术语,和预后标记调停正常口腔组织的恶性转化OTSCC BSCC。方法。数据集GSE168227从GEO数据库下载并重新分析。正交偏最小二乘法(OPLS)分析确定共同的差异表达microrna(民主党)OTSCC和BSCC比较相邻的正常黏膜。接下来,验证了民主党的目标被确定使用TarBase web服务器。使用字符串的数据库,蛋白质交互地图创建(PIM)。使用Cytoscape项目,中心基因和集群内的PIM被显示。接下来,使用g基因片段的浓缩进行了分析:分析器工具。使用GEPIA2 web工具,分析基因表达和生存分析。结果。两个民主党人,包括- mir - 136, - mir - 377,在OTSCC和BSCC(很常见值< 0.01;| Log2 FC | > 1)。共有976个目标表示为常见的民主党。PIM包括96中心,EIF2S1 upregulation, CAV1,跑,ANXA5,幕布,CFL1, MYC, HSP90AA1, PKM是和HSPA5明显与不良预后相关的头颈部鳞状细胞癌(HNSCC),而NTRK2 HNRNPH1, DDX17, WDR82超表达明显与有利与头颈部鳞状细胞癌患者的预后。“Clathrin-mediated内吞作用”是相当OTSCC和BSCC特异表达。结论。目前的研究表明,- mir - 136, mir - 377 underexpressed OTSCC和BSCC比在正常口腔黏膜。ANXA5,此外,EIF2S1 CAV1,跑赛,CFL1, MYC, HSP90AA1, PKM是HSPA5, NTRK2, HNRNPH1, DDX17, WDR82 HNSCC预后标记。这些发现可能受益的预后和管理个人OTSCC / BSCC。然而,需要额外的实验验证。
1。介绍
口腔癌(OCs)是一种常见的恶性肿瘤在头部和颈部区域与一个贫穷的治疗结果。基于以前的报告,GLOBOCAN研究估计,377713年的世界人口将是影响嘴唇和口腔癌症,2020年导致177757人死亡(1]。口服避孕药的主要风险因素是烟草和酒精的使用,暴露于紫外线辐射,感染人类乳头瘤病毒(HPV)与eb病毒(EBV) [2]。此外,OC细胞强烈的侵略性与基质金属蛋白酶(MMP) 2、9、-13 (3]。彻底切除,放疗和化疗是OC患者治疗方法。在所有的OC病例中,90%被归类为鳞状细胞癌(SCC) [4]。口腔舌鳞状细胞癌(OTSCC)是最常见的亚型OC,预后最差在所有口腔鳞状细胞癌(OSCCs) [5- - - - - -8]。此外,口腔鳞状细胞癌(BSCC)报告为口腔(第二最常见的肿瘤9]。尽管治疗方法的进步,OSCC患者的5年生存率并没有改善效率。第四阶段的疾病被发现时,它从80%下降到30%相比主要OSCC [10]。通过临床症状的出现,后50%的OSCC患者识别已经得到先进的11]。为了战斗OSCC和提高病人的生存率,有必要提出更有效的治疗方案(12]。
小分子核糖核酸(microrna)非编码和小rna(核苷酸)20 - 23日调节目标基因的转录;这些上游监管者绑定到它们的互补序列的3′UTR mRNA的目标,导致信使rna降解或翻译抑制(13- - - - - -15]。新的研究显示,microrna也许可能大幅ER基因的表达与压力,necroptosis, pro -和凋亡活动,致癌基因(16,17]。因此,microrna显示监管角色至关重要的生物过程,包括细胞周期过程,细胞凋亡和necroptosis,增殖,分化18]。因此,microrna被定义为有价值的生物标志物对于患者的预后和诊断癌症,它展示了令人满意的结果当分配作为癌症治疗的目标12]。
越来越多的证据表明,microrna发挥重要作用的发病和预后患者头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)。早期研究Dioguardi et al。19)发现了一个强烈的相关性miR-31过度和HNSCC患者的不良预后。此外,mir - 196家庭(20.和mir - 15521)被认为是潜在HNSCC生存的预测指标。此外,Dioguardi et al。22]显示,underexpression mir - 195与头颈部鳞状细胞癌患者和其优秀的潜力成为一个独立的预后生存HNSCC的标志。
本研究假设microrna可能参与肿瘤发生OTSCC BSCC。建议有常见的差异表达microrna(民主党)OTSCC和BSCC组织相比正常口腔黏膜,导致异常目标基因的表达。这些目标可能参与几个信号通路和生物过程(BPs),这可能有助于阐明OSCC的机制。其他一些目标基因可能在OSCC患者作为预后标记。因此,利用正交偏最小二乘(OPLSs),常见的民主党OTSCC和BSCC相比各自的健康组织公布。验证目标共同民主党被确定的,蛋白质相互作用(PPI)网络建设,中心内基因网络是插图,中心的预后角色HNSCC使用kaplan meier曲线进行了评估。此外,丰富通路和英国石油公司相关条款与主集群在PPI网络中被确认。
从基因表达数据集GSE168227综合(GEO),可用https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/,被认为是由于检查目前的假说。数据集是由Rajan et al。23)监测OTSCC microrna的表达模式,BSCC,及其附近口腔黏膜实现OSCC的小说预后microrna的签名。所有组织样本来自患者的头部和颈部区域癌症中心诊所(印度特里凡得琅)。患者慢性系统性或癌症治疗那些已经不被允许参加审判。控制样本获得非癌症患者进行口腔颌面外科的疾病。组织标本都立即snap-frozen并存储在液态氮。本研究证实了哈马丹医学科学大学的伦理委员会,哈马丹,伊朗(道德不。IR.UMSHA.REC.1401.451)。
2。方法
2.1。数据恢复和统计分析
microrna的表达数据集GSE168227 [23),基于平台GPL8227人类microrna的微阵列(安捷伦- 019118 2.0 G4470B),从基因表达综合为TXT文件下载(GEO),可用https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo(24]。数据集包含48口腔组织样本,包括OTSCC (n= 16),BSCC (n= 14),正常舌样本(n= 8)和正常颊标本(n= 10)。特征选择,使用R编程(版本4.0.2)。民主党在OTSCC BSCC被发现使用OPLSs可比正常组织相比。将截止条件值< 0.01和| Log2褶皱变化(FC) | > 1 (25,26]。常见的民主党参与正常口腔黏膜的恶性转化OTSCC BSCC表示。此外,闪亮的应用网络工具(27]显示火山情节GSE168227 microrna的数据集。
2.2。PPI网络分析基于共同民主党的目标
常见的民主党的实验验证目标被确定使用TarBase version 8数据库,可用https://dianalab.e-ce.uth.gr/html/diana/web/index.php?r=tarbasev8/index(28]。可能的目标之间的交互综合得分为0.4 (29日)是用字符串表示的知识工具,可用http://string-db.org/(30.]。删除后断开连接的节点内的蛋白质交互地图(PIM) (31日),连接网络下载的TSV格式,然后导入到Cytoscape 3.9.1软件(32),可以在https://www.cytoscape.org进行结构分析。中心节点被授予学位和中间状态的蛋白质高于平均水平的两倍,其亲密超过PPI网络的节点的均值。符合我们的早期研究33),利用MCODE插件,主集群内的PIM也突出显示。
2.3。基因集富集分析
重要的分子通路和基因本体论(去)条款参与正常口腔黏膜的恶性转化OTSCC和BSCC瓦解使用g:分析器工具,可用https://biit.cs.ut.ee/gprofiler/gost(34]。截止条件被设定的错误发现率(罗斯福)< 0.05和实体的数量≥10,按照我们之前的研究(35]。结果两个主要途径来源,包括Reactome [36)和基因和基因组的京都百科全书(KEGGs) [37)数据库,被认为是通路富集分析。值得注意的是,常见的民主党目标考虑浓缩分析细胞组件(CC)和分子功能(MF)。同时,通路富集分析和BP注释给集群内的基因作为输入数据(15]。
2.4。预后基因中心的角色
关于中心基因的重要作用的发病机理OTSCC BSCC,中心在HNSCC的预后影响评估使用基因表达分析交互式分析2 (GEPIA2)数据库(38),可以在http://gepia2.cancer-pku.cn/指数。原始RNA-seq表达数据的重新分析恶性组织和健康组织样本,TCGA GTEx数据集,GEPIA2生成kaplan meier曲线。预后指标被定义为基因与生存率较和风险比(人力资源)值0.05。的预后作用基因的结合也是评估(39]。
2.5。基因表达的评估预后标记
预后基因的mRNA表达模式在HNSCC评估组织(n= 519)和健康的样品(n= 44)。它是由GEPIA2数据库提供的箱线图分析(38]。
3所示。结果
3.1。民主党在OTSCC和BSCC
两个预测模型使用OPLSs找到创建民主党OTSCC和BSCC组织与健康同行相比。每个模型是369年使用变量和24个样本。在值< 0.01和Log2 FC > 1,总共有10个民主党示OTSCC相比健康的口腔黏膜(R2X = 0.494;R2Y = 0.71;和问2 = 0.264)。此外,七个民主党被确定在BSCC比在控制样品(R2X = 0.526;R2Y = 0.715;和问2 = 0.411)(图1(一))。列出所有民主党OTSCC和BSCC表1。两个民主党人,包括- mir - 136, - mir - 377,在OSCC的两个亚型是很常见的。研究火山情节显示民主党团体基于10−日志值和日志2 FC(图1 (b))。
(一)
(b)
3.2。中心基因、模块、路径和条件
TarBase数据库中检测到976个基因作为常见的民主党通过实验验证的目标。目标的列表作为输入数据的字符串数据库构建PPI网络。单节点从PIM中删除,随后,一个连接网络包括932蛋白质和6682导入Cytoscape交互。平均度、中间性和亲密值计算为14.33,0.0023,和0.33,分别。九十六个节点被确定为中心和OTSCC的发病机制有关的基因和BSCC。(表2)。进一步使用MCODE插件进行结构分析。七大集群(集群,集群2号,集群3号,4号集群,集群7号,8号,9号和集群)被发现参与途径和BPs OTSCC和BSCC的发病机制有关。集群1号展示最MCODE分数(MCODE得分= 17.714),二号和集群包含最多的基因(n=(图55)2)。最重要的途径与OTSCC的致癌作用和BSCC还包括“癌症通路”(KEGG: 05200),“癌症”蛋白多糖(KEGG: 05205),膀胱癌(KEGG: 05219),和“clathrin-mediated内吞作用”(计划:r - hsa - 8856828)。最基本的两个基点在舌头和颊区促进恶性转化细胞死亡”(去:0008219)和“凋亡过程”(去:0006915)。此外,“肿瘤”(去:0005654)和“核腔”(:0031981)CCs在OTSCC和BSCC大大受到影响。此外,“Protein-containing复杂的绑定”(去:0044877)和“RNA绑定”(去:0003723)是最丰富的条件在MFs的范畴。图3展示最重要的途径,在OTSCC的发病机制和BSCC特异表达。
(一)
(b)
(c)
(d)
3.3。预后标志物
kaplan meier曲线表明,EIF2S1的过度表达,CAV1,跑,ANXA5,幕布,CFL1, MYC, HSP90AA1, PKM, HSPA5显著关联到一个惨淡与头颈部鳞状细胞癌患者的预后。EIF2S1显示最负面的标准标记HR = 1.7,生存率较值= 0.00016,和人力资源值= 0.00019。另外,改善预后HNSCC与NTRK2的过度表达,HNRNPH1 DDX17, WDR82。人力资源,log-rank价值,人力资源值为0.71、0.011和0.011,分别NTRK2是最积极的标志。因此,这些标记可能被分配OTSCC和BSCC患者药物靶点。图4介绍了生存预后标记物的分析。图5显示中心的基因之间的相互作用。EIF2S1的结合,CAV1跑,ANXA5显示相当负面的签名与HR = 1.6的标准,log-rank值= 0.00028,和人力资源值= 0.00032(表3)。
3.4。基因表达的标记
根据箱线图分析,EIF2S1的mRNA水平,CAV1,跑,希利,ANXA5,幕布,CFL1, HSP90AA1, PKM是HSPA5, HNRNPH1, DDX17表现出明显过度HNSCC高于健康对照组。NTRK2证明相当underexpression HNSCC比正常口腔黏膜。MYC和WDR82表情是微不足道的(图6)。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(我)
(j)
(k)
(左)
(m)
(n)
4所示。讨论
OTSCC的发病率和BSCC被认为是第一和第二口腔癌中最高,分别为(40,41]。MMP-13抑制剂(42)可能是有效的治疗方法对提高患者的生存率OTSCC BSCC因为MMP-13的实质性作用在OC的入侵细胞。然而,解开最关键基因,分子途径,注释调停正常口腔黏膜的恶性转化OTSCC和治疗OSCC BSCC可能有帮助。基因集富集分析表明,“Clathrin-mediated内吞作用”途径(计划:r - hsa - 8856828)显著调节正常口腔黏膜的恶性转化OTSCC BSCC。“Clathrin-mediated内吞作用”(CME)是一个内吞作用的过程,调节质膜受体的表达和影响导致这些受体下游信号通路(43- - - - - -45]。肖et al。46]表明ERK1/2磷酸化FCH / f和SH3 domain-containing蛋白质(FCHSD2),导致增强clathrin-coated坑(CCP)起始和芝加哥商品交易所,从而减少细胞表面EGFR的表达并减少nonsmall细胞肺癌细胞的增殖和迁移。
目前的研究表明hsa - mir - 377和hsa - mir - 136在OTSCC通常表达下调,BSCC相比正常口腔黏膜。太阳et al。47]报道的差别明显对这些mir - 377 - 3 - p nonsmall细胞性肺癌(NSCLC)组织中相应的健康相比肺标本。此外,太阳et al。47)之间表现出显著的负相关癌基因的表达E2F3 mRNA和mir - 377 - 3 - p在肺组织中使用皮尔逊相关分析(r2 = 0.3614, ),建议的肿瘤抑制作用mir - 377 - 3 - p的E2F3表达下调。作者指出,长非编码RNA的海拔(lncRNA) NEAT1防止增加引起的细胞死亡mir - 377 - 3 - p。NEAT1超表达与致癌作用和癌症发展和NEAT1被描述为一种致癌基因在一些恶性肿瘤(48,49]。证据表明,雌激素受体-α36 (ERα36)在肿瘤发生中起着重要作用的腔的亚型乳腺癌。在这方面,增强的ER的表达α36与疾病发展和耐药性50- - - - - -52]。Thiebaut et al。53)之间呈负相关的表达mir - 136 - 5 - p和ERα36在乳腺癌细胞。MCF-7 miR136-5p模仿转染的细胞减少α36个表达式。
OSCC是最常见的HNSCC [54),计算所有HNSCC病例的95% (55]。此外,GEPIA2(或GEPIA)数据库HNSCC通常被用来探索基因在OSCC的预后效果和/或在OSCC评估基因的信使rna表达水平与健康对照组相比。使用免疫组织化学分析、太阳等。56]AKT1蛋白表达水平和PLK1相比在OSCC组织中正常口腔标本。随后,阳光等。56)使用GEPIA web服务器来验证他们的实验结果;这包括评估AKT1的信使rna表达水平和PLK1 HNSCC比健康的组织和分析基因与头颈部鳞状细胞癌患者的预后影响。方等。57)确定多个基因的相关性分数> 0.8 PPI网络与OSCC的发病机制有关。接下来,作者使用了GEPIA工具来评估预后HNSCC基因的作用。此外,戴et al。58)进行加权基因comethylation网络分析(WGCNA)来识别中心模块和CpG与OSCC的网站。然后,戴et al。58)用GEPIA HNSCC进行kaplan meier生存分析众多的调查可能的预测意义中心CpG site-associated基因。HNSCC的GEPIA2用于本研究调查的潜在的预后影响基因在OTSCC和BSCC中心。预后的基因表达标记使用GEPIA2 HNSCC也被评估。
基于目标的hsa - mir - 377和hsa - mir - 136, PPI网络的932个基因和6682边了。ANXA5 EIF2S1 CAV1,跑,幕布,CFL1, MYC, HSP90AA1, PKM是和HSPA5大幅超表达是与头颈部鳞状细胞癌患者的不良预后相关,和96年中心基因显示出明显的PPI网络中的中心地位。此外,NTRK2的过度表达,HNRNPH1, DDX17, WDR82与良好的预后(HNSCC患者生存率较和人力资源值< 0.05)。
介绍了真核翻译起始因子作为小说在许多癌症的药物靶点59]。真核翻译起始因子2亚基1 (EIF2S1 [EIF2A])介导的绑定Met-tRNAi 40 s / mRNA复杂(60]。一些报道有关真核翻译起始因子的missregulation异常细胞生长和肿瘤发展61年- - - - - -63年]。此外,血管生成和转移癌细胞与活跃/ eIF2a信号通路(64年,65年]。肠胃型腺癌是罕见的癌症影响鼻腔和鼻旁窦。沙茨et al。66年)发现它显著的过表达EIF2S1 EIF5A, EIF6相比健康的组织样本。最近,李et al。67年)联系UTP14A超表达在食管鳞状细胞癌(ESCC)细胞活跃的upregulation / eIF2a信号通路,导致细胞周期进程和ESCC细胞的迁移。EIF2S1当时确认的过度HNSCC mRNA水平与健康的组织。
陆et al。68年)进行了研究,以阐明caveolin-1的角色(CAV-1)和ferroptosis HNSCC发展。陆等人的研究成果。68年)表明,CAV-1明显在HNSCC相比健康的组织。CAV-1 ferroptosis过程明显抑制,增加细胞增殖,入侵和转移。CAV-1 HNSCC患者的预后显著相关的令人沮丧的。因此,在HNSCC CAV-1被分配作为一个潜在的目标。
本研究有几个局限性。数据集GSE168227只包括患者的头部和颈部诊所区域癌症中心(印度特里凡得琅)。结果,来自其他国家的病人不能完全受益于当前的结果。此外,GSE168227以来的样本量太小只包括48口腔组织样本。microrna选定的一组数据集GSE168227基于GPL8227平台,这并不代表所有的microrna。
5。结论
目前的研究表明- mir - 136, mir - 377作为常见的民主党OTSCC和BSCC相比正常口腔黏膜(值< 0.01;| Log2 FC | > 1)。总共976个基因被确定为验证常见的民主党的目标。九十六个基因表现突出在PIM调解中心的肿瘤发生OTSCC BSCC, EIF2S1, CAV1,跑,ANXA5,幕布,CFL1, MYC, HSP90AA1, PKM, HSPA5 HNSCC明显与不良预后有关。此外,与头颈部鳞状细胞癌患者有一个更好的预后NTRK2, HNRNPH1, DDX17, WDR82超表达。”“Clathrin-mediated内吞作用明显丰富OTSCC BSCC。我们的发现可能会提高患者的预后OTSCC / BSCC,导致更有效的治疗策略。然而,体外和体内确认需要在未来。
数据可用性
和/或使用的数据集分析在当前研究可从相应的作者在合理的请求。
伦理批准
本研究经伦理委员会批准哈马丹大学的医学科学,哈马丹,伊朗(道德不。IR.UMSHA.REC.1401.451)。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
在和S。Sh进行研究设计。在进行了统计分析。PIM、集群、基因片段的浓缩和生存分析管理和所有作者所示。结果进行了分析和讨论。Sh,下午写了论文。年代。Sh和Sh.J编辑。本文的最终版本是阅读和批准所有作者。
确认
作者要感谢分子医学研究中心和牙科研究中心、哈马丹大学医学科学哈马丹,伊朗,他们的支持。