文摘
骨肉瘤(OS)是最常见的一种类型的原发性骨肿瘤预后早期青春期的不满意。了异常的DNA甲基化与肿瘤发生和发展多种癌症和可以作为人类癌症的预后的潜在生物标志物。总之,本研究确定了18个表达下调hypomethylation 52调节hypomethylation基因和基因操作系统通过整合分析GSE97529 GSE42572数据集。生物信息学分析显示,使用甲基化基因参与调节多种生物过程,包括化学突触传递、转录、药物反应,调节免疫反应。KEGG路径分析表明,使用甲基化基因与河马的规定,有关营地钙、MAPK和Wnt信号通路。通过分析R2的数据集,本研究表明,这些使用甲基化基因的失调与metastasis-free患者存活时间操作系统,包括CBLN4 ANKMY1, BZW1, KRTCAP3, GZMB, KRTDAP, LY9, PFKFB2 PTPN22, CLDN7。这项研究提供了一个更好的理解背后的分子机制进展和预后的生物标志物OS操作系统和小说。
1。介绍
骨肉瘤(OS)是最常见的一种类型的原发性骨肿瘤在早期的青春期,由积极的溶骨的特征或成骨细胞的外观与骨膜反应(1]。化疗和手术治疗患者是最重要的操作系统(2,3]。主要操作系统治疗后患者的生存率仍然在60 - 70% (4]。然而,进步或复发患者的预后OS还不到20%5]。在过去的几十年中,新兴的研究报道,多种因素与肿瘤发生和发展相关的操作系统,包括生殖系遗传变异(6),失调的癌基因或抑癌7),和异常的表观遗传学改变8,9]。一些蛋白质已经显示与操作系统的发展。据报道,例如,GFRA1促进自噬和cisplatin-induced药物抗性在操作系统(10]。TMIGD3抑制同种型1的操作系统进程虽然下调NF -κB (11]。理解操作系统开发相关的机制可能为操作系统提供新的目标。
DNA甲基化可能会影响基因表达虽然抑制转录(12]。异常的DNA甲基化已经被证明参与调控肿瘤发生和发展多种癌症13,14]。在操作系统中,DNA methylation-mediated抑制mir - 449 - c可以促进细胞周期抑制原癌基因在操作系统(15]。Hypomethylation IRX1被发现促进OS转移通过激活CXCL14 / NF -κB信号(16]。非常有趣的是,最近的研究表明,异常的DNA甲基化与预后相关的操作系统。例如,WNT6的DNA甲基化水平负相关儿童骨肉瘤的预后(17]。ESR1的甲基化是糟糕的整体存活率的相关操作系统(18]。这些结果表明,DNA甲基化状态可能是潜在的诊断和治疗的目标操作系统。
本研究分析了GSE97529 [19]数据集来确定使用甲基化的基因。在硅片分析探讨使用甲基化基因的功能。接下来,GSE42572数据集被用来验证使用甲基化基因的表达水平(20.]。值得注意的是,我们发现这些OS甲基化基因的患者预后相关的操作系统。通过这些方法,希望小说异常甲基化基因和通路将屏蔽操作系统和底层的分子机制的理解将会增强。
2。材料和方法
2.1。微阵列数据
本研究的目的是确定使用甲基化特异表达基因与生物信息学分析操作系统通过分析公共数据库。因此,我们筛选了GEO数据库。候选人数据库选择根据3标准:(1)候选人数据库应该包含临床操作系统样本,(2)临床样本的数量应该超过10例,(3)候选人数据库并没有非编码RNA的数据集。最后,只有SE97529和GSE42572选择数据集进行进一步分析。我们在材料和方法包括这些信息。GSE97529数据集被用来识别使用甲基化基因,也就是从NCBI GEO数据库下载(GSE97529)。总共10尤文氏肉瘤11滑膜肉瘤,15 OS样本包含在这个数据集。GSE42572数据集分析识别系统中的不同表达基因与正常样本相比,也是从NCBI GEO数据库下载(GSE42572)。(度)和不同的差异表达基因甲基化基因(dmg)通过应用GEO2R被确定。 和 设置截止准则。
2.2。功能和通路富集分析
大卫系统是用来预测潜在的生物过程和KEGG通路参与了这项研究的目标基因(21]。 被设置为截止准则。
2.3。蛋白质相互作用网络分析(PPI)
在目前的研究中,PPI网络被用来揭示系统特定的甲基化差异表达基因之间的交互使用字符串数据库(https://string-db.org/)。PPI可视化使用Cytoscape [22]。
2.4。生存分析
使用操作系统的微阵列数据集进行生存分析(混合骨肉瘤(间质)kuijjer - 127 -威仕特- ilmnhwg6v2) R2:基因组学分析和可视化平台(http://r2.amc.nl)。中位数的表达目标被选为截止所有OS样品划分为高或低组。
3所示。结果
3.1。使用甲基化基因的鉴定
公共数据集GSE97529是用来识别使用甲基化的基因。DNA甲基化状态482421 CpG网站10尤文氏肉瘤,11滑膜肉瘤,15 OS样本包含在这个数据集(图1(一))。完全,我们确定了3125 OS甲基化的基因,其中包括875基因甲基化和2250 hypomethylation基因相比,操作系统样本尤文氏肉瘤或滑膜肉瘤样品(图1(一))。
(一)
(b)
3.2。去KEGG通路富集分析
去分析表明基因甲基化与生物过程(BP)神经系统的发展,化学突触传递,从RNA聚合酶II启动子转录,前/后模式规范,调节突触可塑性,神经元分化、运动细胞或亚细胞成分,骨骼肌细胞分化,对药物反应,钾离子跨膜运输、后脑开发、腺发展,细胞迁移(图2(一个))。Hypomethylation明显与免疫反应相关基因、信号转导、炎症反应、急性期反应,钠离子运输、单核细胞趋化作用,检测的化学刺激,对真菌防御反应,积极调节PI3K通路,细胞趋化作用,趋化性,中性粒细胞趋化性,先天免疫反应,离子跨膜运输和细胞粘附(图2 (b))。
(一)
(b)
(c)
(d)
KEGG路径分析表明,基因甲基化的重要途径操作系统包括河马通路、信号,甲状腺癌,癌症通路,钙信号,子宫内膜癌,Rap1信号通路、转录misregulation在癌症、MAPK信号通路,巴尔病毒感染,Wnt信号通路,可卡因成瘾,基底细胞癌(图2 (c))。和hypomethylation基因在操作系统与金黄色葡萄球菌感染,嗅觉传导,炎症性肠病(IBD),补充凝血级联,同种异体移植物排斥反应,脂肪消化和吸收,移植物抗宿主病,吞噬体,病毒性心肌炎,脂肪酸生物合成(图2 (d))。
3.3。使用甲基化基因差异表达的操作系统
GSE42572,随后,一个独立的公共数据集是用来识别差异表达基因操作系统。如图3(一个)614年,我们发现调节基因和696个表达下调基因在OS相比健康的控制样品(图3(一个))。度中,共有18个表达下调hypomethylation基因筛选从重叠的875和690个表达下调基因甲基化,而52调节hypomethylation基因筛选从重叠hypomethylation 2250和614(图表达下调基因3 (b))。70系统特定的甲基化差异表达基因被热图(图了3 (c))。
(一)
(b)
(c)
3.4。PPI网络的建设确定枢纽系统特定的甲基化差异表达基因。
此外,我们构建了一个PPI网络识别中心系统特定的甲基化差异表达基因数据库使用字符串。提出了图4,共有29 30节点和边都包含在这个网络。中心的基因包括NPSR1 PTAFR、LPAR5 PTGER3, NPY5R, KCNK3, KRTDAP, HCN4, KRT38, KCNIP2 KCNJ5, KRTCAP3(图4)。
3.5。的生存时间分析系统特定的甲基化差异表达基因
以上分析是GSE97529和GSE42572数据集进行的。不幸的是,临床信息metastasis-free存活时间不包括在两个数据库中。因此,我们分析了一个独立的数据库,R2的数据集(http://r2.amc.nl),以进一步评估使用甲基化基因的预后价值。中值表达式的候选人在所有操作系统选择样本。
截止是用于操作系统样本划分为高、低组,结果表明:高表达CBLN4 ( )与长metastasis-free患者存活时间操作系统,以及ANKMY1 ( ),BZW1 ( ),和KRTCAP3 ( )。然而,更高的GZMB表达式( ),KRTDAP ( ),LY9 ( ),PFKFB2 ( ),PTPN22 ( ),和CLDN7 ( )与短metastasis-free患者存活时间操作系统(图5)。
(一)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(我)
(j)
4所示。讨论
机制操作系统进程一直不清楚。已经被广泛接受,DNA甲基化参与调控肿瘤发生和发展虽然调节基因表达。DNA甲基化已被证明在基因调控发挥着重要的作用,与多种癌症。新兴的研究表明,癌症特异性CpG甲基化可以关掉肿瘤抑制的表达;然而,癌症特异性CpG hypomethylation可能激活癌基因的表达23]。识别的异常甲基化基因操作系统将有助于确定新的操作系统诊断和治疗性生物标志物。目前的研究发现使用甲基化基因从尤文氏肉瘤或滑膜肉瘤样本。生物信息学分析显示,使用甲基化基因参与调节多种生物过程,包括化学突触传递、转录、药物反应,调节免疫反应。进一步验证表明,使用甲基化基因特异表达在OS样品和患者预后相关的操作系统。
操作系统,连同尤文氏肉瘤(EWS)和滑膜肉瘤(SS),是最常见的儿科肉瘤(24]。这些类型的肉瘤发生在相似的解剖位置;然而,这些肉瘤的治疗方法根据不同肿瘤类型。操作系统的准确诊断仍然是一个巨大的挑战。新兴的研究表明,异常的DNA甲基化是与人类癌症的预后相关,包括操作系统。例如,DNA甲基化水平的WNT6 ESR1 OS的预后相关。本研究的目的是确定使用甲基化的基因。3125使用甲基化基因被确定,包括875个甲基化基因和2250 hypomethylation基因在OS样品相比尤文氏肉瘤或滑膜肉瘤样本。此外,深入和KEGG通路分析用于预测的潜在角色使用甲基化的基因。值得注意的是,我们的预测显示,这些基因甲基化与河马信号和Wnt信号。 Hippo pathway aberrations had been demonstrated in OS by multiple studies and involved in regulating primary tumor growth, angiogenesis, epithelial to mesenchymal transition, and metastatic dissemination [25]。河马信号控制癌症细胞增殖和细胞凋亡发挥了重要作用[26]。多项研究表明YAP在OS样本,并击倒YAP显著抑制OS细胞生长和入侵27]。Sox2, YAP上游调节器,据报道是肿瘤发展和癌症细胞增殖所需的操作系统(28]。这项研究提供了一个潜在的机制,阐明如何河马信号激活操作系统。许多研究支持规范Wnt信号通路的异常激活骨肉瘤细胞。例如,最近的两项研究描述了一个高β连环蛋白在骨肉瘤组织与邻近健康与预后不良相关组织和肺转移性传播。Wnt信号通路在致瘤性起到了至关重要的作用,通过调节免疫系统的转移,骨重建,血管生成,缺氧反应,EMT (29日]。
值得注意的是,这项研究显示,使用甲基化基因显著差异表达系统样本。总共18表达下调hypomethylation基因和52调节hypomethylation基因被确定在本研究中。PPI网络分析是揭示这些基因间的关系。完全,29节点和30的边缘被包含在这个网络。通过分析R2的数据集,我们发现这些使用甲基化基因的失调与metastasis-free患者存活时间操作系统,包括CBLN4 ANKMY1, BZW1, KRTCAP3, GZMB, KRTDAP, LY9, PFKFB2 PTPN22, CLDN7。在这些监管机构、BZW1是一个转录因子与细胞周期和增殖的规定30.]。LY9是大满贯免疫调节受体家族的成员(31日)和互动衔接分子信号淋巴细胞激活molecule-associated蛋白质。先前的研究显示LY9有关癌症进展和相关的乳腺癌患者的总体生存。PFKFB2酶参与调控Warburg效应(也称为糖酵解)(32]。PFKFB2已经发现一个关键的角色在调节肿瘤的生长和生存在多种癌症类型,包括胃癌、神经胶质瘤、骨肉瘤(32- - - - - -37]。
一些局限性也退出了在这个研究。首先,我们的研究显示几个中心使用甲基化的基因。然而,这些基因的作用仍不清楚。应该执行函数的损益分析进一步探讨他们的角色在操作系统。接下来,该中心使用甲基化基因的表达水平和甲基化水平在操作系统使用临床样本样品确认。第三,这些中心之间的直接交互使用实验化验基因尚未得到证实。
5。结论
总之,本研究确定了18个表达下调hypomethylation 52调节hypomethylation基因和基因操作系统和一系列生物过程和途径受异常甲基化的基因。PPI网络分析揭示了这些基因之间的交互。此外,目前的研究表明,使用甲基化基因的失调与患者metastasis-free时间操作系统,包括CBLN4 ANKMY1, BZW1, KRTCAP3, GZMB, KRTDAP, LY9, PFKFB2 PTPN22, CLDN7。这项研究提供了一个更好的理解背后的分子机制进展和预后的生物标志物OS操作系统和小说。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
范小王和秦主任co-first作者。
确认
这项工作是支持的专项资金重点实验室的吉林省科学技术厅(20190201282 jc)。