转录组测序分析GATAD2A在食管鳞状细胞癌中的作用机制

作     者：李强明 白玉 张静 姚文健 王建军 魏立 LI Qiangming;BAI Yu;ZHANG Jing;YAO Wenjian;WANG Jianjun;WEI Li

作者机构：河南省人民医院胸外科郑州大学人民医院河南郑州450003 新乡医学院基础医学院病理学教研室河南新乡453000 郑州大学第一附属医院中心手术部河南郑州450003 

出 版 物：《中华实用诊断与治疗杂志》 (Journal of Chinese Practical Diagnosis and Therapy)

年 卷 期：2025年第39卷第1期

页      面：1-8页

学科分类：1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 

基　　金：河南省科技攻关计划项目(242102310139) 河南省医学科技攻关计划省部共建项目(SBGJ202302009) 

主　　题：食管鳞状细胞癌 KYSE-150细胞 GATAD2A 转录组测序 信号通路 

摘      要：目的 采用生物信息学方法筛选GATAD2A调控食管鳞状细胞癌(ESCC)的关键基因和通路,探讨GATAD2A在ESCC中作用的分子机制。方法 取对数生长期ESCC细胞株KYSE-150,分为敲低组(转染GATAD2A-siRNA)和对照组(转染NC-siRNA)。转染60 h取2组细胞,采用Trizol法提取总RNA,采用转录组测序(RNA-Seq)技术检测mRNA表达,应用R软件DEGseq包筛选差异表达基因,应用R软件的clusterProfiler包对差异表达基因进行基因本体(GO)功能注释分析、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析、基因集富集分析(GSEA)。应用STRING 12.0在线软件构建差异表达基因的蛋白互作网络(PPI),使用Cytoscape软件的MCODE插件对PPI网络进行聚类分析,筛选出得分最高的关键子网络,使用CytoHubba插件对关键子网络中的基因进行节点度计算,筛选PPI网络核心位置的节点基因,并对节点基因进行GO/KEGG分析。自TCGA数据库收集82例ESCC患者癌组织PPI分析中节点度≥10的基因表达以及预后数据,以基因表达的中位数为阈值将ESCC患者分为高、低表达组,比较高表达组与低表达组的总生存期,筛选出影响预后的基因作为关键基因。自TCGA数据库选取ESCC患者癌组织GATAD2A及关键基因的表达数据,采用Spearman法分析GATAD2A与关键基因表达的相关性。自GTEx数据库收集正常食管组织关键基因的表达数据,与ESCC组织进行比较。结果 (1)敲低组与对照组差异表达基因有888个。与对照组比较,敲低组表达上调基因275个,表达下调基因613个。(2)GO功能注释分析结果显示,前10个差异表达的基因主要参与细胞外刺激反应、细胞因子生成的正向调控、上皮细胞增殖等生物学过程。KEGG富集分析结果显示,前10个差异表达的基因主要在人乳头瘤病毒感染、PI3K/Akt信号通路、癌症相关miRNA等通路中富集。GSEA分析结果显示,差异表达基因主要在DNA合成与复制、细胞周期相关通路中富集。(3)PPI网络分析结果显示,差异表达基因共包括1 903条边缘数和486个节点基因。关键子网络包括160条边缘数和35个节点基因。GO/KEEG分析发现,节点基因主要在细胞周期调控、缺氧反应、细胞黏附等生物学过程相关。(4)PPI关键子网络筛选出13个节点度≥10的基因,Kaplan-Meier生存分析显示EGFR低表达组(EGFR表达6.98)中位总生存期(3.99年)长于EGFR高表达组(EGFR表达≥6.98)(2.09年)(P=0.047),mTOR低表达组(mTOR表达3.21)中位总生存期(3.73年)长于mTOR高表达组(mTOR表达≥3.21)(1.78年)(P=0.022)。ESCC组织EGFR、mTOR表达[5.30(4.47,6.38)、4.45(4.12,4.78)]均高于正常食管组织[4.44(4.14,4.70)、4.39(4.05,4.64)](U=31 720.00、52 290.00,P均0.05)。ESCC组织GATAD2A表达为5.93(5.55,6.38),与EGFR、mTOR表达均呈正相关(r=0.295,P=0.007;r=0.398,P0.001)。结论 GATAD2A调控ESCC的机制可能与激活EGFR和PI3K/Akt/mTOR信号通路相关。