乳腺癌肿瘤巨噬细胞相关基因挖掘以及机制研究

作     者：邹小龙 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：温得中

授予年度：2020年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 

主      题：免疫浸润 加权网络共表达分析 乳腺癌 生存预后不良 

摘      要：目的:乳腺癌是全世界女性中最常见的癌症,也是与癌症相关死亡的主要原因之一。在乳腺癌中,肿瘤相关巨噬细胞(Tumour-associated macrophages,TAM)可以大量存在,并且可能占肿瘤细胞总数的50%以上。有研究表明TAM与乳腺癌预后不良密切相关,而且TAM会影响常规疗法(如化学疗法和放射疗法)和免疫疗法的治疗效果,因此减少巨噬细胞浸润,抑制所涉及的信号传导途径或中断TAM与肿瘤细胞之间的相互作用可能是乳腺癌潜在的治疗手段。本研究将免疫浸润与加权网络共表达分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis,WGCNA)将结合,旨在找出乳腺癌TAM相关的核心节点基因,为乳腺癌诊断与治疗提供新的思路。方法:1.乳腺癌芯片数据来源于GEO(Gene Expression Omnibus)数据库,利用R语言中的affy包对芯片数据标准化。将标准化的基因表达数据上传到CIBERSORT,计算出22种浸润免疫细胞的相对比例作为临床表型。2.将分析得到的浸润免疫细胞比例与WGCNA的基因模块联合分析,筛选与乳腺癌TAM相关性最高的基因模块,然后结合节点基因的连通度和差异表达情况寻找加权共表达网络核心节点基因(hub基因)。3.使用KM(Kaplan-Meiersurvivalestimate)乘积极限法对hub基因进行生存分析,找出与乳腺癌生存预后相关的hub基因。4.使用TCGA数据库和乳腺癌组织验证hub基因在乳腺癌中的表达情况。结果:1.通过对TCGA(The Cancer Genome Atlas)乳腺癌免疫浸润分析发现,低浸润的Macrophages M1和高浸润的Macrophages M2与乳腺癌患者的生存预后不良显著相关。2.免疫浸润和WGCNA联合分析,得到了M1显著相关的tan模块,与M2显著相关的turquoise模块,其中turquoise模块基因与乳腺癌发生发展显著相关(相关性为0.83,P1e-200)。结合节点基因的连通度和差异表达情况,一共筛选出了14个hub基因,其中tan模块8个hub基因,turquoise模块6个hub基因。结合生存预后分析,最终筛选出与乳腺癌预后不良相关的4个hub基因,分别为干扰素刺激基因15(ISG15)、分泌型信号素3G(SEMA3G)、半胱氨酸双加氧酶1(CDO1)和3-磷酸甘油脱氢酶1(GPD1)。3.通过荧光定量PCR实验,我们验证了生物信息分析的实验结果,ISG15、SEMA3G、CDO1、GPD1在乳腺癌患者组织中的表达与我们分析一致,结合文献报道,表明了ISG15、SEMA3G、CDO1、GPD1在乳腺癌TAM的发生发展中可能起着关键性作用,需要我们进一步的实验研究。