唐韦竹:基于数据挖掘探讨GLYATL1因子对前列腺癌的影响论文

唐韦竹:基于数据挖掘探讨GLYATL1因子对前列腺癌的影响论文

摘 要:目的 探讨Glycine-N-Acyltransferase Like 1(GLYATL1)因子对前列腺癌(prostate cancer,PCa)的影响。方法 从The Human Protein Atlas 中获取GLYATL1 的PCa 免疫组化结果。TCGA、GEPIA 分析GLYATL1 与PCa 临床参数的意义以及预后关系。利用STRING 绘制GLYATL1 相关蛋白-蛋白相互作用网络(PPI),进一步与关联基因进行相关性分析。应用SPSS 25.0 进行数据统计分析,Graphpad prism 5.0 进行绘图。结果 免疫组化显示GLYATL1 高表达于癌组织且定位于细胞质。TCGA 数据表明GLYATL1 的表达在PCa 组织、病理T 分期和格林森评分有显著差异(P<0.001)。GEPIA 显示低表达的GLYATL1 无瘤生存率显著高于高表达的GLYATL1 PCa 患者(Logrank p=0.016)。关联基因相关分析GLYATL1 与 PAOX 呈正相关(r= 0.2746,P<0.0001),同样的正相关性在pT 分期(P<0.0005)和格林森评分参数(P<0.005)中也被观察到。结论 GLYATL1 在PCa 中高表达,可能与PAOX 通过互相调控基因mRNA 或蛋白表达参与PCa 的发展。GLYATL1 具有潜在疾病预测和生存预后判断作用。

关键词:前列腺癌;GLYATL1;PAOX;数据库

0 引言

前列腺癌是男性泌尿生殖系最常见恶性肿瘤之一,居人类十大恶性肿瘤的第9 位和男性恶性肿瘤的第6 位[1]。不同地区、人种之间发病率存在明显差异,随年龄增长而递增。欧美地区发病率处于较高趋势,国内前列腺癌发病率、发病数量近年来也出现上升趋势。我们前期在GEO 数据库对PCa 发生关键基因筛选[2]中分析了显著表达差异基因,我们发现了GLYATL1 因子,该基因在国内外前列腺癌领域鲜有报道,导致我们对GLYATL1 的认知极其有限。研究报道[3],GLYATL 是一类在内源性和外源性酰基辅酶A 的解毒过程中发挥重要生理作用的蛋白质。在哺乳动物体内,多种羧酸异种衍生物与氨基酸结合,产生的肽通过尿液排泄。此过程中在肝脏和肾脏均可发生结合,主要涉及到羧酸与辅酶A 激活ATP 依赖性羧酸,然后辅酶A 连接酶形成中间产物acyl-CoA Gatley,最后在甘氨酸-N-酰基转移酶(GLYAT)作用下,酰基转移到甘氨酸氨基上。GLYATL1 为GLYAT 成员之一,是新的人酰基辅酶A,全长1546 个碱基对。前期数据挖掘初步表明GLYATL1 可能是PCa 发生的关键基因,因此本研究通过生信技术试图进一步了解GLYATL1 与PCa 之间的关系,于此背景下探讨GLYATL1 对PCa 的影响。

床式下肢康复训练机器人在康复训练过程中为低速运动,所以可以不考虑惯量项的作用,受机械机构限制只考虑关节角速度的偏移量,对上式作拉普拉斯变换,得到阻抗关系在频域上的表达式为:

1 材料与方法

1.1 材料。通过引用The Human Protein Atlas 获取PCa组织的免疫组化结果,分析GLYATL1 的蛋白表达定位。从TCGA 上完整下载所有的PCa 和mRNA 表达相关数据,分析GLYATL1 的差异表达及其mRNA 与临床参数关系。基于GEPIA 网站测序数据,获取GLYATL1 表达量与PCa的生存预后关系。利用STRING 构建GLYATL1 的PPI 网络,经GEPIA 验证后筛选出TOP2 基因,并将临床参数与 GLYATL1 mRNA 作相关分析。

1.2 统计学分析。采用独立样本T 检验分析癌和癌旁组织,ANOVA 分析GLYATL1 在格林森评分中的意义,Dunnett T 检验评估格林森评分组内关系。GraphPad Prism 5.0 绘制差异表达图和接收者操作特征曲线(ROCs),并计算曲线下面积(AUC)。P<0.05 认为具有统计学差异意义。

2 结果

2.1 GLYATL1 的 表 达 及 临 床 相 关 性。 通 过The Human Protein Atlas 数 据 库 的 分 析, 结 果 显 示GLYATL1 基因在PCa 组织中高表达,即低级别和高级别PCa 组织中GLYATL1 均显著高表达且表达位于细胞质(图 1)。对TCGA 数据库中获得的493 例前列腺癌组织和52 例癌旁组织分析,结果显示GLYATL1 在前列腺癌癌组织表达显著高于癌旁组织(9.868±1.730 vs 7.348±2.470,P<0.001)(图2A),GLYATL1 用于诊断预测PCa 的AUC为0.865(P<0.001)(图2B)。GLYATL1 与 病 理T 分 期呈负相关,GLYATL1 在T2a-2c 期的表达水平高于T3-T4 期(10.259±1.473 vs 9.631±1.837,P<0.001);GLYATL1与格林森评分同样负相关:低危组(≤6 分)表达水平最高,高 危 组(≥8 分) 最 低(10.334±1.430 vs 9.308±1.932,P<0.001)。

图1 The Human Protein Atlas 数据库提供的GLYATL1 免疫组化结果,低级别和高级别癌组织均显示GLYATL1 呈强阳性(倍数100μm)

图2 TCGA 的GLYATL1 基因数据分析。(A):GLYATL1 mRNA 在癌组织表达显著高于癌旁组织(P<0.001)。(B):GLYATL1 的ROC曲线AUC=0.8236(P<0.001)

2.3 GLYATL1 基因网络表达及前TOP2 关联基因的相关分析。STRING 构 建 的PPI 网 络 显 示GLYATL1 与OPN4、CNGA3、RGS9、RGS9BP、GNB5、KAT2A、KAT2B、SAT2、PAOX、SAT1 等基因可能存在相互作用(图4)。GEPIA 筛选得到前TOP2 基因为RGS9(R=-0.28,p= 6.2e-13) 和PAOX(R=0.3,p= 6.9e-15)。GLYATL1/RGS9 mRNA 的相关分析显示:Pearson r=-0.04926,p= 0.273,R2= 0.002427;GLYATL1/ PAOX mRNA 则 为:Pearson r= 0.2746,P<0.0001,R2= 0.07538。结 果 显 示GLYATL1基因表达量与PAOX 呈直线正相关,PAOX 随GLYATL1 mRNA 的增加而增加。GLYATL1/PAOX 相关性显示GLYATL1/PAOX 在pT2a-2c(r=0.3266,P<0.0001) 和pT3-4(r=0.2144,P<0.0005)中正相关。GLYATL1/PAOX在格林森评分低危组(≤6 分)(r=0.4253,P<0.005)、中危组(=7 分)(r=0.2255,P<0.005)、高危组(≥8 分)(r=0.1874,P<0.005)同样正相关。

2.2 GLYATL1 基因水平影响前列腺癌的生存预后。通过GEPIA 分析了GLYATL1 表达与前列腺癌患者预后相关结果显示:GLYATL1 mRNA 表达水平对PCa 患者总生存率无影响(Logrank P=0.75),但是对无瘤生存状态存在差异显著性,与GLYATL1 基因低表达相比,高表达水平组的PCa 患者无瘤生存期显著升高(Logrank P=0.016,P(HR)=0.017)(图3)。

图3 GLYATL1 表达量与PCa 患者预后关系。(A、B):分别为GLYATL1 低表达组和高表达组总体生存、无瘤生存期曲线。

图4 STRING 构建的GLYATL1 的PPI

3 讨论

本研究中在大数据背景下通过数据挖掘分析发现GLYATL1 基因可能参与、影响前列腺癌的发生发展。对TCGA 的545 例前列腺样本和The Human Protein Atlas 数据库基因蛋白定位分析发现GLYATL1 的表达在前列腺癌组织中显著高于非癌组织,肯定了GLYATL1 参与前列腺癌的发展。虽然 GLYATL1 表达水平随病理T 分期增高、格林森评分增高反而呈降低趋势,但是其mRNA 表达量始终高于正常组织。我们认为这种矛盾性可能不由单一基因表达量决定,还受其他因素影响。另外,我们推测GLYATL1 可能具有潜在的预测能力,或许有望成为生存预后判断的标志物。

GLYATL1 基因在过去的几十年中罕有报道,首次被Zhang[3]等人从mRNA 和细胞水平上鉴定出来,而本研究基于公共数据背景下在国内肿瘤领域第一次报道GLYATL1 与前列腺癌的关系。在与GLYATL1 关联基因相关分析中确认了GLYATL1 与PAOX(Polya mine Oxidase,PAO,多胺氧化酶)基因的正相关性,并且GLYATL1/PAOX 与临床参数的相关性上同样得到证实。然而,遗憾的是目前这种相关性并没有实验性证据可以证明二者的互相作用关系。PAOX是精胺和亚精胺分解代谢的关键酶之一,由精胺/精胺N1-乙酰转移酶乙酰辅酶A 依赖于精胺和亚精胺的乙酰化产生于细胞内。与正常组织相比,PAOX 在人结肠癌[4]、乳腺癌[5]和其他肿瘤[6]的活性较低。Takenoshita 等人[7]报道PAOX在肿瘤发生过程中活性可能降低。然而,本研究结果显示PAOX 在前列腺癌组织高表达,显然是影响前列腺癌发展的,也由此我们推测了一个可能性——GLYATL1 和PAOX 通过互相调控基因mRNA 或蛋白表达参与PCa 的发展,但两者之间如何互相关联进而影响前列腺癌发生发展依旧未知。综上所述,本研究揭示了GLYATL1 基因在前列腺癌中的作用,我们将在后续实验中继续探索其作用机制,对PCa 治疗具有重要意义。

公共课和基础课为校内笔答考试方式;校企共同开发的课程由校企双方共同考核;企业单独上的课程完全由企业自行考核。校企共同考核课程根据上课的内容的比例确定双方给出成绩所占的比例。企业考核课程,根据每门课程的内容,制定相应的考核单,实施过程考核,并且把对员工的基本要求纳入考核。

截至2008年年底,全区总人口为618万人,其中农村人口447.83万人。按照农村饮水安全评价的供水水质、生活用水量、用水方便程度和水源保证率四项主要指标,经调查分析,全区共建成集中式供水工程558处,受益人口为278.22万人,占农村人口的62%;分散式供水人口169.6万人,占农村总人口的38%。全区农村饮水安全和基本安全人口达到294.11万人,占农村人口的66%。分析宁夏目前农村饮水状况,主要有以下特点:

参考文献

[1] Chen W,Zheng R,Baade PD,et al.Cancer statistics in China,2015[J].CA:a cancer journal for clinicians.2016;66(2):115-32.

[2] 林睿.基于GEO 数据库的前列腺癌发生关键基因筛选[D]:广西医科大学;2018.

[3] Zhang HX,Lang QY,Li J,et al.Molecular cloning and characterization of a novel human glycine-Nacyltran s feras e gen e GLYATL1,w hic h ac tivat e s transcriptional activity of HSE pathway[J].Int J Mol Sci,2007;8(5):433-444.

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Effect Research of GLYATL1 Factor on Prostate Cancer Based on Data Mining

ABSTRACT:Objective to investigate effect of Glycine-N-Acyltransferase Like 1 (GLYATL1) on prostate cancer (PCa). Methods acquire PCa immunohistochemical results of GLYATL1 from Human Protein Atlas. Analyze significance of clinical parameters and prognosis relationship between GLYATL1 and Pca with TCGA and GEPIA. Map GLYATL1-related protein-protein interaction network (PPI) with STRING, and analyze correlation between PPI and related genes further. Carry on data statistical analysis with SPSS 25.0 and draw with prism 5.0. Results immunohistochemistry showed, GLYATL1 was highly expressed in cancer tissues and localized in cytoplasm. TCGA data showed GLYATL1 expression was significantly different in PCa tissue, pathological T stage and Greenson scores (P<0.001). GEPIA showed, tumor-free survival rate of low-expression GLYATL1 was significantly higher than highexpression GLYATL1 PCa (Logrank p=0.016). Correlation analysis showed GLYATL1 was positively correlated with PAOX (r= 0.2746, P<0.0001). Same positive correlation was also observed in pT staging (P<0.0005) and Greenson scores parameters (P<0.005). Conclusion high expression of GLYATL1 in PCa may be involved in PCa development interacting with PAOX through regulating gene expression or protein expression. GLYATL1 plays potential role in predicting disease and diagnosing survival and prognosis.

KEY WORDS:Prostate cancer; GLYATL1; PAOX; Database

中图分类号:R737.25

文献标识码:A

DOI:10.19613/j.cnki.1671-3141.2019.88.004

本文引用格式:唐韦竹,熊瀚,张庆云,等.基于数据挖掘探讨GLYATL1 因子对前列腺癌的影响[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(88):8-9+11.

基金项目:本文系国家自然科学基金(项目编号:No:81660424);广西自然科学基金(项目编号:No:2018GXNSFAA138207)

TANG Wei-zhu 1, XIONG Han 1, ZHANG Qing-yun 1, MENG Qing-gui 1, LIN Rui 2, CHENG Ji-wen 3*

(1 Urology Department, Guangxi Medical University Affiliated Cancer Hospital, Nanning Guangxi 530012;2 Genome and Individualized Medicine Research Center, Guangxi Medical University Nanning 530021; 3 Urology Department, Guangxi Medical University the First Affiliated Hospital; Nanning Guangxi 530021)

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