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多数据集筛选子宫内膜癌预后因子

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初研生信

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1楼

肿瘤预后标志物一直是研究的热点，今天就跟大家分享今年7月发表在Journal of Cellular Biochemistry（IF: 4.237）杂志，从4个数据集中筛选子宫内膜癌预后分子标志的文章。

研究背景

子宫内膜癌（EC）是女性生殖系统最常见的恶性肿瘤之一，目前EC的常规治疗主要有手术、放疗和化疗，但患者5年总体生存率仍很低。因此，迫切需要寻找EC可靠的诊断和预后生物标志物。

研究数据和方法

①筛选DEGs：从GEO数据库下载GSE17025、GSE36389、GSE63678和GSE115810四个EC相关芯片，利用GEO2R (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/geo2r/) 进行差异分析，筛选|logFC|>1且P<0.05的DEG，使用在线工具Venny (https://bioinfogp.cnb.csic.es/tools/venny/) 取交集。

②GO和KEGG富集：用DAVID v6.8 (https://david.ncifcrf.gov/)对DEGs进行GO富集，KOBAS v3.0 ((http://kobas.cbi.pku.edu.cn/)进行KEGG通路注释，P<0.05且基因数大于2认为有统计学意义。

③PPI网络构建及hub基因筛选：使用Cytoscape v3.2.1构建PPI网络，MCODE模块识别hub基因。

④hub基因的验证：TCGA-UCEC队列验证hub基因的表达，并且通过GSEA分析hub基因的表达与通路及表型之间的关系。

结果展示

结果1：DEGs的筛选及取交集

经过取交集，共获得重叠的28个高表DEGs和94个低表达DEGs（图1）。上调和下调的前20个基因由热图展示（图2）。

图1 四个数据集中DEGs的筛选及重叠

图2 前20个DEGs的整合热图

结果2：GO和KEGG富集分析

GO富集结果（图3A-C）显示，122个DEGs显著富集在RNA聚合酶II启动子负调控、正调控（BP）；转录因子复合物、受体复合物（CC）；转录激活因子活性、蛋白结合（MF）。而显著富集的KEGG通路是癌症中的miRNAs、癌症通路、急性骨髓性白血病等（图3D）。这些结果表明，这122个DEGs与人类的癌症密切相关。

结果4：PPI网络和hub基因互作网络

PPI网络由77个节点和134条边组成，其中上调基因23个，下调基因54个（图4A）。连接度最高的10个DEGs视为EC的hub基因（图4B），包括两个上调基因（RUNX1和EZR）和八个下调基因（JUN、UBE2I、GATA2、WT1、PIAS1、FOXL2、TCF4和NR2F2）。

图3 DEGs的GO和KEGG富集分析

图4 DEGs的PPI网络和前10个hub基因

结果5：hub基因验证及预后意义

TCGA-UCEC队列中，与正常对照，EC中除了UBE2I外，其余9个hub基因均有显著的差异表达（图5）。此外，作者利用在线平台KMplot（http://kmplot.com/analysis/ ）分析了每个hub基因的与EC患者总生存期(OS)和无疾病生存期(DFS)的关系。结果显示FOXL2、NR2F2和TCF4 mRNA的低表达水平与较差的OS和DFS显著相关（图6A, C）。

结果6：hub基因与EC临床参数的关系

NR2F2和TCF4的高表达与肿瘤晚期分级显著相关，而FOXL2表达水平无显著差异（图7A）；此外，FOXL2与EC的复发显著相关（图7B）。进一步分析，FOXL2、NR2F2和TCF4可以区分OS预后好的和不良的患者（图7C)。这些结果均表明FOXL2、NR2F2、TCF4可能参与EC的发生发展，与患者预后密切相关。

图5 利用TCGA-UCEC验证hub基因

结果7：hub基因的GSEA

TCGA-UCEC队列中FOXL2、NR2F2和TCF4的低表达在“细胞周期”和“脂肪酸代谢”基因集中富集（图8）。

结果8：hub基因表达谱

NR2F2和TCF4在不同组织中均表达，无明显差异。然而FOXL2在子宫内膜和卵巢组织中高表达且特异表达（图9）。这表明FOXL2可能是女性生殖系统的一个特异性基因。

小结

预后因子作为研究热点，相关的文章也有很多。这篇文章能发到4分+也有它的长处。多个数据集的筛选和验证，使得结果更有说服力，遵循了循证医学的理念；功能富集、生存分析、GSEA等生物信息方法丰富了文章的内容，也从各个角度验证了文章的结果。同时作者通过构建表达谱发现了一个特异在女性生殖系统表达的基因，这也是亮点之一。多数据集筛选的方法可以增加文章的说服力，值得大家学习和参考。