基于数据库分析环状RNA相关基因对三阴性乳腺癌预后的影响及生存模型构建
作者单位：大连医科大学
学位级别：硕士
导师姓名：蔡凤林
授予年度：2023年
学科分类：1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学]
摘 要：研究背景乳腺癌(Breast Cancer,BC)是全球女性中最普遍的癌症,作为乳腺癌的侵袭性亚组,三阴性乳腺癌(Triple Negative Breast Cancer,TNBC)的发病率和死亡率在世界范围内持续上升,反映了这种癌症具有很强的侵袭性和转移性特征。到目前为止,化疗仍然是TNBC主要的治疗选择,鉴于TNBC缺乏治疗方法,迫切需要探索新的靶点来改善TNBC的预后,并且必须建立有效的模型以使靶向治疗更加可行。随着二代测序技术的快速发展,越来越多的以前未知的转录本被鉴定出来。非编码RNA(non-coding RNA,nc RNA)是上述转录本之一,由于缺乏开放阅读框(Open Reading Frame,ORF)而无法翻译成蛋白质,并且已被证明在调节肿瘤发生和恶性行为中起着至关重要的作用。环状RNA(circular RNA,circ RNA)是一类具有共价闭环结构非编码RNA,尽管现有报道证实circ RNA是可翻译的。与线性RNA相比,circ RNA没有5 帽或3 尾,其特点是半衰期更长,进化保守性更高,对核糖核酸外切酶(Ribonuclease R,RNase R)的抵抗力更强。越来越多的证据强调了circ RNA在致癌和发育中不可或缺的调节作用,尤其通过海绵功能作用于微小RNA(micro RNA,mi RNA)从而调节下游基因。circ RNA有望成为各种恶性肿瘤的潜在诊断生物标志物和治疗靶点。结合生物信息学分析circ RNA及下游靶基因可能为TNBC诊断治疗起推动作用。研究方法从癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)数据库下载乳腺癌的原始基因表达数据(n=1226),在R语言中处理数据并进行归一化处理,选择雌激素受体(Estrogen Receptor,ER)、孕激素受体(Progesterone Receptor,PR)、人类表皮生长因子受体2(Human Epidermal growth Factor Receptor-2,HER-2)一栏全为阴性的患者。根据临床信息筛选出116个TNBC及11个癌旁样本,合并得到60660个mRNA的表达矩阵,R语言进行差异分析获得2577个差异表达m RNA(|log FC|1,P值1,P值0.05)。在差异表达的circ RNA中选取差值倍数最高,P值最小的4个上调、4个下调circ RNA继续研究。通过Circinteracome数据库得到8个circ RNA靶向的118个mi RNA。根据Mirwalk数据库得到118个mi RNA靶向的850个m RNA。将2577个差异表达的m RNA和靶向的850个m RNA通过Venn取交合,获得60个TNBC预后相关circ RNA靶向的m RNA。用Cytascape软件构建并可视化TNBC预后相关circ RNAmi RNA-m RNA内源性竞争RNA(competing endogenous RNA,ce RNA)网络,使用String数据库挖掘ce RNA网络中m RNAs分子的相互作用关系,构建蛋白质-蛋白质相互作用网络(Protein-Protein Interaction Networks,PPI),使用京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encylopaedia of Genes and Genomes,KEGG)和基因本体(Gene Ontology,GO)分析m RNAs聚焦的通路和功能。单因素cox、多因素cox和lasso回归分析获得靶基因,根据靶基因构建TNBC预后相关风险模型。后续通过工作特征曲线(Receiver Operating Characteristic Curve,ROC)评估模型预测能力。研究结果通过分析获得6个circRNA、8个miRNA和31个mRNA构成的circRNA-miRNA-mRNA ceRNA网络。差异表达的m RNA通过单因素cox、多因素cox和lasso回归分析构建了由3个靶m RNA组成的预测模型,3年和5年的AUC值分别为0.757、0.848,表明其在TNBC预后的敏感性和特异性。结论本研究建立了TNBC相关的circ RNA-miRNA-mRNA ceRNA调控网络,发现circRNA靶向的基因通过调控细胞迁移、构成质膜、合成蛋白质和磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B(Phosphatidylinositol 3 Kinase-Protein Kin
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