转录组数据分析肺腺癌和肺鳞状细胞癌中基因的差异表达

目的 对非小细胞肺癌两种亚型肺腺癌和肺鳞状细胞癌的基因差异表达进行生物信息学分析,寻找非小细胞肺癌潜在的生物学标志物运用于临床诊断,进而提高患者生存率.方法 获取肺腺癌和肺鳞状细胞癌的基因表达谱分析数据集,使用R语言处理,t检验分析鉴定肺腺癌和肺鳞状细胞癌之间的转录组差异,并通过维恩图显示所鉴定的基因差异表达.从GEO获得差异表达的基因,用DAVID及IPA进行分析,进一步确定潜在可用于鉴别肺腺癌和肺鳞状细胞癌的几种信号通路和生物标记.利用TCGA数据和临床肺癌样本中的生物标记表达,验证Osteoarthritis pathway和LXR/RXR分别在肺腺癌和肺鳞状细胞癌的基因差异表达;挑选miR-181b-5p及其靶基因WNT5A和MBD2进行验证,收集23例肺鳞癌患者的肺肿瘤组织(23例肿瘤组织,实验组)及其邻近肺组织(23例癌旁肺组织,对照组),检测miR-181b-5p和其靶基因WNT5A和MBD2的表达差异用于鉴别肺腺癌和肺鳞状细胞癌.结果 GEO数据分析结果揭示肺腺癌和肺鳞状细胞癌的差异表达基因:肺腺癌中有851个DEGs(276个上调,575个下调),而肺鳞状细胞癌中有885个DEGs(406个上调,479个下调).DAVID和IPA分析差异表达基因结果显示,白细胞迁移和炎症反应在肺腺癌中比肺鳞状细胞癌富集程度更高,Osteoarthritis pathway在肺腺癌中是抑制状态,而在肺鳞状细胞癌中显示是激活状态.IPA对重要转录因子、细胞因子和miRNA的分析结果显示肺腺癌和肺鳞状细胞癌之间的区别主要是:转录因子(GATA4,RELA,YBX1,TP63和MBD2);细胞因子(WNT5A和IL-1A)和microRNA(miR-34a,miR-181b和miR-15a).其中miR-34a和IL-1A、miR-15a和YBX1、miR-181b和WNT5A和MBD2可作为鉴别非小细胞肺癌亚型的成对microRNA和mRNA靶点.临床样本实验结果支持miR-181b-5p的表达上升和WNT5A的表达下调可视为诊断肺鳞状细胞癌的分子标记物.结论 通过对转录组数据分析,发现了肺腺癌和肺鳞状细胞癌的候选基因、成对的microRNA鉴别肺腺癌和肺鳞状细胞癌,为其鉴别诊断和治疗提供了新的思路.