胃癌风险相关差异甲基化—差异表达基因筛选及验证研究

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1、分类号：R730.231单位代码：10159密级：公开学号：201420603硕士学位论文中文题目：胃癌风险相关差异甲基化-差异表达基因筛选及验证研究英文题目：Bioinformatics-BasedIdentificationofMethylated-DifferentiallyExpressedGenesandRelatedPathwaysinGastricCancer论文作者：李浩指导教师：孙丽萍教授学科专业：肿瘤学完成时间：2018年3月中国医科大学硕士学位论文胃癌风险相关差异甲基化-差异表达基因筛选及验证研究Bioinformatics-BasedI

2、dentificationofMethylated-DifferentiallyExpressedGenesandRelatedPathwaysinGastricCancer论文作者李浩指导教师孙丽萍教授申请学位医学硕士培养单位第一临床学院一级学科临床医学二级学科肿瘤学研究方向胃癌早期诊断基础研究论文起止时间2016年3月—2018年3月论文完成时间2018年3月中国医科大学（辽宁）2018年3月中国医科大学硕士学位论文摘要目的：表观遗传学改变包括DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA调控和染色质重塑等，可以通过影响基因突变、表达调控、细胞增殖等调节基因转录活性和表

3、达。抑癌基因启动子区高甲基化导致基因失活是表观遗传变异的重要机制之一，与肿瘤发生、发展密切相关。多项研究报道抑癌基因如P16、RASSF1A、Runx3、PCDH10、hMLH1等启动子区甲基化与基因表达沉默密切相关，参与胃癌发生及进展。目前，用于差异性甲基化、差异性表达基因筛选的方法有多种，其中生物信息学分析是利用应用数学、信息学、统计学和计算机科学的方法研究生物学问题。相较于基础生物研究，生物信息学研究是在全基因组研究基础上得到的数据结果，更为宏观。基因芯片（又称DNA芯片、生物芯片）是生物信息学分析主要的媒介工具，测序原理为杂交测序方法。其中，甲基化芯片

4、使全基因组甲基化分析成为可能，基因表达谱芯片则可以分析全基因组中肿瘤相关差异表达基因。以往利用基因芯片进行的研究，通常只是单一的甲基化谱或基因表达谱分析，或仅聚焦于某一个基因的甲基化与表达间关联分析，而将二者相结合并经一致性分析并验证，则有望明确胃癌发生发展过程中真正受甲基化调控的基因，并以此为基础深入胃癌表观遗传调控研究。本研究拟利用生物信息学方法，通过甲基化芯片和表达谱芯片联合分析筛选胃癌特异性差异甲基化-差异表达基因，经富集分析和蛋白相互作用分析获得核心基因并验证；进一步，利用胃癌及癌旁对照组织样本检测明确候选核心基因甲基化-基因表达相关性及其与胃癌风险

5、的关系。方法：选取GEO数据库里面的表达谱芯片（GSE13911andGSE29272）和甲基化芯片（GSE25869andGSE30601），利用GEO2R进行胃癌特异性差异甲基化-差异表达基因筛选，利用GO分析和通路分析进行富集分析。使用STRING数据库对差异基因进行蛋白相互作用分析，在相互作用网络中寻找其核心基因，并经TCGA（肿瘤基因图谱，TheCancerGenomeAtlas）数据库和小样本组织验证。进一步，针对核心基因生长抑素(somatostatin,SST)，利用139例胃癌癌灶（GC）和远端正常（NOR）胃黏膜组织进行扩大样本组织验证。采

6、用BGS测序法检测SST基因启动子区甲基化，Real-timeRT-PCR法检测mRNA表达。结果：联合筛选得到胃癌风险相关的445个高甲基化-低表达基因（HyperLGs），主要富集于系统过程和通道活性调节；129个低甲基化-高表达基因（HypoHGs），I中国医科大学硕士学位论文主要富集于细胞粘附、细胞增殖和蛋白质结合过程。通路分析显示HyperLGs与神经活性配体-受体相互作用和钙信号传导途径相关，而HypoHGs与癌症通路相关。在蛋白相互作用网络中，经TCGA和小样本组织检测验证后，CASR、CXCL12和SST被鉴定为具有显著差异的核心基因。扩大样本

7、检测后，发现胃癌与癌旁对照组织中，SST启动子区12、15、16、23和24位点甲基化率存在差异，SST基因表达差异具有统计学意义，SST启动子区甲基化与基因表达关系存在弱相关。甲基化与病理参数没有显著性差异。结论：差异甲基化-差异表达基因联合分析有助于解析胃癌发生发展的表观遗传调控机制。SST启动子区特异位点高甲基化及其介导的基因表达沉默具有胃癌预警价值。关键词：胃癌；生物信息分析；甲基化；STRING；SSTII中国医科大学硕士学位论文AbstractObjective:EpigeneticchangesincludeDNAmethylation,hist

8、onemodification,RNA