摘要
背景与目的:脑胶质瘤是常见的中枢神经系统原发性恶性脑肿瘤之一,胶质母细胞瘤恶性程度高、侵袭性强、容易复发,复发后患者的预后极差.筛选胶质母细胞瘤复发相关的基因,并分析其在胶质瘤中的表达、临床病理学参数和预后的关系.方法:通过对GEO数据库中胶质母细胞瘤相关数据集进行挖掘,筛选包含胶质母细胞瘤原发和复发病例的相关数据集,并分析胶质母细胞瘤原发病例和复发病例样本间的差异表达基因(differentially expressed gene,DEG).对DEG进行基因本体功能和信号富集分析,构架蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络,筛选Hub基因.通过PPI网络和Venn图筛选关键基因,而后研究使用基因表达谱数据动态分析(Gene Expression Profiling Interactive Analysis,GEPIA)和中国脑胶质瘤基因组图谱(Chinese Glioma Genome Atlas,CGGA)数据库进行关键基因的生存分析和表达分析,分析其表达与胶质瘤临床病理学参数的关系.结果:GSE62153数据集筛选到40个DEG,上调基因34个,下调基因6个.GSE58399数据集筛选到19个DEG,上调基因16个,下调基因3个.GO功能分析结果提示GSE62153的DEG主要参与中枢神经系统发育、髓鞘、肌动蛋白结合及中枢神经系统髓鞘形成等11个生理过程.而GSE58399的DEG主要参与上皮细胞迁移的正调控.京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析结果显示,GSE62153和GSE58399的DEG存在共同富集—组氨酸代谢.通过STRING数据库,将20个蛋白分子构建成为核心PPI,Hub基因共筛选出10个,分别为MOBP、OPALIN、ERMN、PLP1、MOG、CLDN11、ASPA、TMEM125、KLK6和NKX6-2基因.胶质母细胞瘤复发关键基因筛选结果显示,共有3个基因:ERMN、MOG和MOBP基因.基于癌症基因组图谱(The Cancer Genome Atlas,TCGA)和CGGA数据库胶质瘤数据分析,ERMN、MOG和MOBP基因高表达者预后均优于低表达组,ERMN、MOG和MOBP基因在胶质母细胞瘤组织内表达水平低于对照组织(P<0.001).ERMN、MOG和MOBP基因在不同世界卫生组织(World Health Organization,WHO)分级(WHOⅡ、Ⅲ和Ⅳ级)组织内表达差异有统计学意义(P<0.001),且随着胶质母细胞瘤的级别升高,ERMN、MOG和MOBP基因的表达逐渐降低.ERMN、MOG和MOBP基因表达与WHO分级、异柠檬酸脱氢酶(isocitrate dehydrogenase,IDH)状态及临床病理学参数相关(P<0.001).而MOBP基因表达与患者年龄(P<0.001)及MGMT甲基化状态(P=0.022)相关.结论:ERMN、MOG和MOBP基因可能发挥抑癌基因作用参与胶质瘤复发过程,组氨酸代谢途径可能与甲氨蝶呤治疗敏感性相关.
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