论文部分内容阅读
目的:肺癌是世界范围内发病率和死亡率最高的恶性肿瘤。我国肺癌发病率逐年上升,由于肺癌的临床表现并不特异,普通的影像学检查并不能发现早期肺癌,多数肺癌患者就诊时已到中晚期,预后不理想。腺癌是肺癌中最主要的组织学类型,超过半数的肺癌患者为腺癌,其影响因素是多方面复杂的,主要包括环境污染、遗传因素、致癌物接触等。值得注意的是,在我国云南宣威地区,肺癌发病率远高于世界平均水平,特别是女性肺癌的发病率更是居世界首位。因此,对宣威肺腺癌的发生发展机制研究尤为重要。本课题应用基因表达谱芯片对云南宣威肺腺癌组织进行差异表达基因的筛选分析,并对差异表达基因进行相关生物信息学分析,拟探讨部分肿瘤相关基因在宣威肺腺癌发生、发展、浸润、转移等方面所起的作用,为进一步深入研究宣威肺腺癌的发病机制提供一定的基础。方法:1.收集昆明医科大学第一附属医院病理科2011年3月至2013年12月手术切除的32对云南宣威肺腺癌癌组织及相应的癌旁形态学正常组织,术中取材。按照2004年世界卫生组织(WHO)公布的“肺及胸膜肿瘤组织学分类修订方案”对全部病例资料进行统一的命名和分类。2.用Agilent human8X60K基因表达谱芯片对8对样本进行筛查,认为差异表达水平>2或者<0.5是有意义的,得到差异表达基因(different expressed genes,DEGs).3.用生物信息学软件MAS3.0和KEGG Mapper分别对差异表达基因进行基因本体(gene ontology,GO)功能富集度分析、信号通路分析及共表达网络分析,寻找与宣威肺腺癌相关的信号通路及重要基因网络,初步构建通过特定基因表达对肿瘤发展控制理论依据。4.选择与宣威肺腺癌发病机制相关的基因,通过设计特异性引物,挑选15个基因在32对独立样本中使用荧光定量PCR方法对其表达水平进行验证。结果:1.通过芯片筛查,共有6770个基因具有表达差异,在6对及以上样本中共同存在差异表达基因有2976个,其中1104个基因表达上调,1872个基因表达下调。2.通过生物信息学分析,差异表达基因的生物学功能主要包括信号转导、细胞有丝分裂、粘附、周期调控、MAPK通路激活等。此外,差异表达基因主要涉及细胞粘附、细胞增殖、细胞周期调控、MAPK信号通路、Wnt信号通路、Jak-STAT信号通路、P53信号通路。3.筛选15个差异表达基因,在肺腺癌组织中PIK3R1、RARB、ZAK、HGF、 MAPK11、SESN1表达下调;PAK1、E2F1、CCNE1、EGF、WHSC1、MXD3、 CDC25A、PTTG1、UHRF1表达上调。4.15个差异表达基因在32对独立样本中表达趋势与芯片结果一致。其表达水平与患者的年龄、性别、肿瘤分期、淋巴结转移状态无相关性。有2个基因,即PAK1和HGF,其表达差异水平与肺腺癌组织分化程度具有关(PPAK1=0.031, PHGF=0.045)。其中低表达基因HGF在中低分化腺癌组织中表达水平低于中高分化腺癌组织;高表达基因PAK1在中高分化腺癌组织表达水平低于中低分化腺癌组织。此外,两个低表达基因RARB和MAPK11与患者的吸烟状态有关(PRARB=0.033, PMAPK11=0.040),在吸烟患者中其表达水平低于不吸烟患者。结论1.基因表达谱芯片能够快速、高通量检测肺腺癌组织全基因组mRNA表达水平。与癌旁形态学正常肺组织相比,肺腺癌组织在转录水平上已发生了巨大的差异改变,涉及多个重要的信号转导通路。2.应用基因表达谱芯片结合实时荧光定量PCR技术验证筛查差异表达基因,与肺癌公共数据库比对,绝大部分肺癌相关基因的差异表达趋势与数据库一致。差异表达基因主要通过激活MAPK信号通路影响细胞的增殖、分化、粘附。其中PAK1、HGF的表达水平与肿瘤组织分化程度相关,RARB和MAPK11与患者吸烟状态有关,提示这4个基因的异常表达可能促进肿瘤细胞的恶性转化。