文摘

结肠癌是前五名是世界上发病率最高的癌症。为了更好地理解结肠癌的发病和进展,仍有必要在癌组织基因表达的异常进行调查。在这项研究中,Oncomine数据库是用于表达分析,发现γ-氨基丁酸A型受体的表达水平δ(GABRD)基因调节亚基在结肠癌组织与正常组织。UALCAN用于分析GABRD的表达在不同组的年龄、性别、肿瘤分期、N阶段,组织学亚型。然后,这是还发现,在每个子群GABRD的表达结肠癌组织都是高的价格相比正常组织。LinkedOmics被用来屏幕GABRD表达相关的差异表达基因的结肠癌。去注释和KEGG通路富集分析发现可能与乳腺癌相关基因,人类乳头状瘤病毒感染,切口信号通路和其他途径。此后,GSEA执行获得GABRD-related激酶,microrna、转录因子和基因相互作用网络构造。发现GABRD可能参与细胞周期调控。最后,网站像GEPIA用来探测的预测能力GABRD结肠癌患者的预后。 Kaplan-Meier analysis suggested that the upregulation of GABRD expression was related to the poor prognosis of patients with colon cancer. Overall, in this study, the potential role and prognostic ability of GABRD in colon cancer were explored through data mining, which can be a clue for further research on GABRD.

1。介绍

结肠癌是一种非常常见的癌症。其发病率是第四肺癌,乳腺癌和前列腺癌,有近6%的癌症死亡人数每年因结肠癌(1]。结肠癌的5年生存率是60%左右。虽然在发达国家死亡率下降是由于结肠癌筛查的普及,50岁以下的病人的数量增加,和结肠癌在年轻患者往往是更积极的2]。此外,结肠癌的发病率在发展中国家是展示一个向上的趋势随着经济的发展,它被认为是相关的饮食习惯的变化(3,4]。可以看出,结肠癌的整体情况在世界上仍然相对严重,并进一步研究其进展的分子调控机制需要支持药物和诊断标志物的发展。

GABAAR,两种类型的γ-氨基丁酸对GABAA受体,属于Cys-loop pentameric跨膜离子通道ligand-gated的家庭。它是表达在神经系统以及与人脑的高级功能;因此,有多个neural-related研究[5- - - - - -7]。γ-氨基丁酸型受体亚基δ(GABRD)作为一个单元的GABAAR发现癌症密切相关。pan-cancer分析的一项研究发现,GABRD的调节基因在肿瘤组织8]。肝细胞癌的分析发现GABRD显著调节在每个癌症的阶段9]。然而,在低级神经胶质瘤,有报道声称GABRD预后标记,和GABRD低表达患者经常有不良预后[10,11]。可以看出GABRD癌症需要的功能机制研究特定的癌症类型。

目前,仍然有很少的研究在GABRD癌症。然而,有研究构造预测模型结肠癌患者的预后风险使用数据,发现低表达GABRD非常良好的总生存期(OS) (12,13]。同时,报告声称GABRD mRNA的高表达能促进结肠癌的发展到高级TNM阶段(14]。因此,本研究选择探讨GABRD结肠癌。结肠癌患者的数据从癌症基因组图谱(TCGA) CPTAC和其他数据集被用来分析GABRD的表达。癌症的潜在调控机制探索,从而提供一个深入了解GABRD和结肠癌之间的关系。这也支持GABRD成为结肠癌患者的预后标志物,以及为进一步研究相关的功能机制提供了线索。

2。材料和方法

2.1。分析GABRD结肠癌患者的表达式

结肠癌数据集邹结肠,结肠加斯帕和Skrzypczak结直肠Oncomine数据库中(https://www.oncomine.org/resource/login.html)[15)被用来进行比较分析GABRD mRNA表达的癌组织和正常组织。褶皱的变化GABRD得到表达,这代表的意思是值的表达式在癌症组织除以平均值的正常组织中表达。同时,TCGA-COAD结肠癌患者的样本数据集被分成子组根据年龄、性别、组织学类型、N阶段,癌症的阶段,样品类型(正常组织和肿瘤组织)。UALCAN (http://ualcan.path.uab.edu/index.html)是用于分析GABRD表达式(16]。一个执行测试来检测是否GABRD表达的差异在癌症组织无法与正常组织。 代表不同的是重要的。

2.2。矿业GABRD Coexpressed基因的结肠癌

分析CPTAC-COAD数据集进行使用LinkFinderLinkedOmics模块(http://www.linkedomics.org/)[17)获得相关的差异表达基因GABRD表达式,证明在火山的阴谋。的LinkFinder模块使用皮尔逊相关分析检测相关数据集,每个基因和GABRD之间 筛选阈值。与此同时,排名前50的热图基因与最重要的正面或负面关联GABRD。此后,基因 和 被定义为GABRD coexpressed基因。

2.3。基因本体论(去)基因和基因组的注释和京都百科全书(KEGG)通路富集分析

(去)注释和KEGG通路富集分析GABRD coexpressed基因的筛选通过LinkedOmics使用R包clusterProfiler(18),筛选阈值 。去注释实现从以下三个方面:获得结果的生物过程(BP),细胞组件(CC)和分子功能(MF)。

2.4。浓缩的激酶分析目标,microrna的目标,转录因子相互作用网络的目标和建设

基因集富集分析(GSEA) LinkedOmics工具被用来进行浓缩激酶分析目标,microrna的目标,获得的数据和转录因子的目标LinkFinder分析。罗斯福被选为排名标准,模拟时间设置为500。基于浓缩的结果分析,基因集罗斯福是最低的。GeneMANIA (https://genemania.org/search/homo-sapiens/)[19)是用于构造基因相互作用网络。基因之间的相关性进行了分析(物理交互、coexpression预测,通路,主机托管,和共享的蛋白质域),在网络和基因的功能预测。

2.5。预后分析

基因表达分析交互式分析(GEPIA) (http://gepia.cancer-pku.cn/detail.php),肿瘤免疫评估资源(时间)(https://cistrome.shinyapps.io/timer/),UALCAN [20.,21)被用来检测潜在的预后GABRD的能力。GEPIA网站上,上、下四分位数GABRD表达在所有样本TCGA-COAD作为分界线,然后患者分为高表达组(表达高于上四分位数)和低表达组(表达低于下四分位数)。在计时器网站TCGA-COAD患者杰出GABRD中值的表达式。UALCAN网站,TCGA-COAD GABRD表达高于第三四分位数患者分为高表达组,其余的则被归类为低表达组。kaplan meier(公里)分析的数据进行两组。 显示一个明显的不同之处。

3所示。结果

3.1。GABRD结肠癌患者中高度表达

我们分析了多个结直肠癌与Oncomine数据库和数据集发现GABRD突出在大多数癌症组织的数据集( )。超表达的意义GABRD mRNA在前30%的过表达基因在这些数据集(数字1(一)- - - - - -1 (c))。为了进一步研究GABRD表达的变化在结肠癌,UALCAN应用分析结肠癌患者TCGA-COAD数据集,结果还暗示GABRD表达式在癌症组织高与正常组织(图2(一个))。结肠癌患者被分成组根据年龄、性别、组织学亚型,然后,据透露,与正常组相比,GABRD表达显著调节在每个子群除了意向年组(数字2 (b)- - - - - -2 (d))。同时,后患者根据N阶段和癌症的阶段划分,每个子群表现出越来越GABRD表达与结肠癌的发展趋势(数据2 (e)和2 (f))。它可以看到GABRD可能与结肠癌的发生和进展有关。

3.2。Coexpressed基因的筛查GABRD和随后的注释和KEGG通路富集分析

为了研究可能GABRD在结肠癌的函数,LinkFinderLinkedOmics来分析基因表达数据的结肠癌患者CPTAC-COAD数据集,提取和与GABRD相关的基因表达的差异表达基因在癌组织( )(图3(一个))。与此同时,排名前50的基因与最显著的正面或负面关联GABRD被选中时,分别显示在热图(数据的形式3 (b)和3 (c))。然后,coexpressed GABRD基因的筛选获得GABRD-correlated基因( , ,表S1),共79个coexpressed基因GABRD被获得。去注释和KEGG通路富集分析是进行这些coexpressed基因( )。去分析的结果表明,coexpressed基因GABRD尤其是参与英国石油公司,如血管生成和内皮发展;在生长因子等MF绑定和跨膜受体蛋白酪氨酸激酶活动;在CC,如collagen-containing细胞外基质(图3 (d))。KEGG浓缩分析的结果表明,coexpressed GABRD明显参与乳腺癌基因,人类乳头状瘤病毒感染,切口信号通路,以及其他途径(图3 (e))。

3.3。网络建设GABRD-Related激酶,microrna的转录因子在结肠癌的目标

为了进一步了解GABRD的可能作用在结肠癌,浓缩进行分析激酶,microrna,转录因子的目标GABRD LinkedOmics使用GSEA工具( ),和目标相关的监管网络GABRD开采。其中,网络的激酶,microrna的转录因子罗斯福价值最低的目标是WEE1 G2检查点激酶,mir - 191 (TTCCGTT)和GKCGCNNNNNNNTGAYG_UNKNOWN(表1)。这是表明GABRD可能受这些网络或通过这些目标网络在结肠癌中发挥作用。为了探索目标网络的功能通过GSEA富集分析,GeneMANIA被用来构建基因相互作用网络为上述三个目标网络。发现有丝分裂细胞周期G1 / S过渡,负调控细胞周期的过程,调节细胞周期阶段过渡,和其他功能特别是富集在构造网络(图4)。这体现GABRD-related激酶,microrna的转录因子的目标主要在细胞周期调控中扮演一个角色,和GABRD也可能影响结肠癌的发生和进展通过监管功能。

3.4。检测结肠癌患者的预后GABRD基因的潜力

如上述,GABRD表达与结肠癌的发展提升,和GABRD coexpressed基因在癌症progression-related丰富生物功能和途径。有鉴于此,建议GABRD可能与结肠癌的恶性发展。通过使用GEPIA工具,公里进行分析检测GABRD表达式和结肠癌患者的预后之间的关系,结果显示,操作系统的病人在GABRD低表达组显著高于高表达组(图5(一个))。同样,DFS的患者GABRD低表达组明显高于高表达组(图5 (b))。此外,分析定时器和UALCAN网站都显示COAD GABRD低表达患者有一个更好的预后(图S1a - b)。它可以看到GABRD的表达水平是负相关与结肠癌患者的预后良好,和GABRD可能潜在的结肠癌的预后的标志。

4所示。讨论

在这项研究中,LinkedOmics数据库来分析coexpressed与GABRD相关的基因表达,和相关系数高的基因筛查富集分析。KEGG浓缩分析的结果表明,coexpressed与GABRD与高度相关的基因在乳腺癌和结肠癌是高纯度人类乳头状瘤病毒(HPV)感染途径,表明GABRD也可能发挥监管作用在乳腺癌,在过去没有被研究过。同时,以前的统计数据显示,高比例的生殖器癌症患者阴茎癌和阴道癌以及肛门癌高危人乳头状瘤病毒感染,而感染高危人乳头状瘤病毒被认为是必要的宫颈癌的原因(22]。这表明GABRD及其coexpressed基因可能与上述相关的癌症类型的HPV感染途径之间的关系也表明结肠癌和人乳头状瘤病毒。

此外,coexpressed GABRD基因也出现高度显著富集的通路参与焦点粘连。粘着斑是一种重要的细胞粘附,整合蛋白组成,连接细胞外基质、细胞内信号通路、细胞骨架发现细胞外环境和应对它(23]。整合蛋白往往异常表达的癌细胞,它们参与调节肿瘤细胞的迁移和入侵通过FAK信号转导(粘着斑激酶)和蛋白(24]。一项研究分析了分子间相互作用的网络从焦粘连过渡到invadopodia探索非侵入性的过渡细胞入侵细胞和确定的上游调控中心过渡是PI3K和PKCα。此外,PI3K的高活动可以促进invadopodia[的一代25]。与此同时,在这项研究中,PI3K-Akt信号通路也出现在浓缩的分析结果GABRD coexpressed基因。目前,人们已经发现,各种抗癌药物或组件的功能机制PI3K-Akt相关信号通路。例如,白藜芦醇可以抑制PI3K-Akt信号通路通过上调BMP7,促进结肠癌细胞的凋亡和抑制结肠癌细胞的增殖26]。黄连碱还可以促进通过抑制结肠癌细胞的凋亡PI3K-Akt信号通路(27]。可以看出,PI3K-Akt信号通路起着至关重要的作用在调节结肠癌细胞的增殖和其他能力。Coexpressed GABRD基因也被发现是高纯度的信号通路。Notch信号通路的激活被发现呈正相关的具备干细胞生成和维护癌症干细胞(二者)在结肠癌28- - - - - -30.,二者被认为是癌症发生的原因和困难的治疗31日]。这些通路的coexpressed基因是高纯度可能对结肠癌的发展有很大的影响,和GABRD可能受这些通路或参与这些通路的调控。

然后,在这个研究中,GSEA LinkedOmics应用的工具来执行浓缩激酶分析目标,microrna的目标,和转录因子的目标和可能的目标网络的GABRD结肠癌。提出了一种引人注目的浓缩mir - 191网络当浓缩分析microrna的目标。先前的研究显示,mir - 191可以促进结直肠癌肿瘤形成通过抑制C / EBPβ表达式[32]。Triptolide抑制结肠癌细胞的迁移和发展表达下调mir - 191 (33]。同时,浓缩WEE1在激酶激酶是最明显的目标网络。WEE1扮演了一个重要的角色在G2 / M细胞周期检查站逮捕,逮捕和G2 / M期的出现有利于癌细胞的DNA修复(34]。在结肠癌,萝卜硫素和姜黄素能够促进G2 / M期逮捕在结肠癌细胞移植WEE1表达式,最终导致肿瘤细胞的凋亡35,36]。先前的研究表明,转录因子能起到监管的作用在结肠癌的发展37]。然而,没有任何已知的转录因子结合位点被发现匹配相对应的主题最重要的基因集富集在这项研究中。这里,GeneMANIA网络构造使用丰富的三个目标基因网络最引人注目的浓缩。结果表明,基因在目标网络展现出非凡的浓缩与细胞周期相关的功能,包括有丝分裂细胞周期G1 / S过渡,负调控细胞周期的过程中,相变和调节细胞周期,他们是高度与WEE1激酶的功能。目前,药物旨在细胞周期的发展成为癌症治疗的一个重要方向38]。可以看出GABRD可能参与细胞周期的调控通过WEE1激酶网络和其他目标网络;因此,GABRD可能是癌症治疗的目标。

总的来说,在这次的研究中,通过挖掘结肠癌数据集在Oncomine数据库中,发现GABRD表达式是高在结肠癌组织与正常组织。此外,后组划分根据年龄、性别、组织学亚型,等等,GABRD表达水平在每个子群仍明显高于正常组。接下来,GABRD及其coexpressed基因的生物功能被LinkedOmics GeneMANIA,探索和GABRD潜在的预后进行了测试。总之,我们的研究为进一步的研究奠定了基础GABRD在未来。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。数据和材料在当前的研究中可从相应的作者以合理的要求。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

所有作者导致数据分析、起草和修改这篇文章,给了最后批准的版本发布,并同意负责所有方面的工作。

补充材料

表S1: GABRD coexpressed基因的筛查结果。图S1:生存分析的基于TCGA-COAD GABRD高和低表达组病人数据:(A)公里生存分析的结果在计时器网站;(B)公里UALCAN网站上生存分析的结果。红色的线条代表的高表达组,而蓝线代表低表达组。(补充材料)