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目的:利用基因表达谱芯片筛选直肠癌新辅助放化疗(Neoadjuvant chemoradiotherapy,Neo-CRT)应答差异基因,识别预测直肠癌Neo-CRT敏感性基因标志。方法:(1)2015年11月到2016年9月,收集44例中低位局部进展期直肠癌患者组织标本。(2)研究对象采用长疗程分割放疗(45Gy/25,50.4Gy/28)联合卡培他滨单药新辅助治疗方案。放疗结束6-12周后,接受全直肠系膜切除术(Total Mesorectal Excision,TME)。采用美国癌症分期联合委员会(American Joint Committee on Cancer,AJCC)肿瘤应答分级(Tumor Response Grade,TRG)评估肿瘤对Neo-CRT的应答。(3)利用Affymetrix人基因组primeview表达谱芯片检测肿瘤组织基因表达谱。(4)采用Rank-Product算法筛选差异应答基因。(6)利用基因注解工具Gene Ontology(GO)及DAVID 6.8在线分析工具对差异基因功能分类。(7)利用Cytoscape3.4.0软件构建差异基因蛋白互作(Protein-protein Interaction,PPI)网络,定义d>10的节点蛋白为核心蛋白基因。(7)以核心蛋白基因为标志,对研究对象进行层次聚类分析。结果:(1)临床病理资料分析发现仅Neo-CRT前肿瘤浸润深度(c T)与Neo-CRT应答相关(p=0.013);(2)32例研究对象纳入基因表达谱分析,响应组20例,非响应组12例。(3)采用Rank-Product算法,,共筛选出449个表达差异基因,非响应组相对响应组上调和下调基因数分别为61和388(FDR<0.05)。(4)差异基因涉及胶原分解代谢、免疫应答、调节细胞增殖、血管生成正性调节和药物应答等167类功能。(5)PPI网络分析得到一个由136个差异基因组成的蛋白互作网络,包含6个核心蛋白基因(FN1、SDC2、THBS1、MMP9、MMP2和COL1A1)。(6)6基因标志预测直肠癌对Neo-CRT响应的灵敏度和特异度分别为100%和83.3%。结论:(1)基因表达谱芯片技术可用于识别直肠癌新辅助放化疗应答差异基因;(2)6基因标志预测直肠癌新辅助放化疗应答具有较高的灵敏度和特异度。