基于多数据库分析代谢相关基因DLAT在结直肠癌中的表达及其临床意义

摘要

目的 筛选与结直肠癌患者生存相关的代谢相关基因,探讨二氢硫辛酰胺转乙酰基酶(DLAT)在结直肠癌组织中的表达情况及其与临床病理特征和预后的关系,建立DLAT共表达分子调控网络.方法 利用癌症基因组图谱(TCGA)数据库,联合全基因转录组测序数据与临床病例资料进行候选代谢相关基因的生存分析;通过基因表达汇编(GEO)及Oncomine、KM-Plotter分析平台分析DLAT在结直肠癌中的表达情况,进而分析其表达水平与结直肠癌患者病理特征和预后的关系;采用cBioPortal、STRING数据库检索DLAT共表达基因集,进行功能及通路聚类分析,构建DLAT分子调控网络.结果 在多数据库中进行的生存分析结果表明DLAT为候选代谢基因中与结直肠癌患者生存相关性最高的基因(P<0.001).与配对正常组织相比,DLAT在包括结肠癌组织在内的肿瘤组织中均显著高表达(P=0.005),但在Ⅲ、Ⅳ期结肠癌组织中的表达低于Ⅰ、Ⅱ期结肠癌组织(P<0.001).DLAT高、低表达结直肠癌患者的总中位生存时间分别为尚无法计算(死亡发生率未达50％)和51.45个月(P<0.001),其中位无进展生存分别是108.90个月和55.12个月(P=0.007).KM-Plotter数据库中,DLAT的表达与胃癌数据集、直肠癌数据集中患者的总生存时间均有关(依次为P=0.042,P=0.004).TCGA数据集中,DLAT表达与TNM分期(P=0.001)、淋巴结转移(P<0.001)、脉管侵袭(P=0.013)有关,而与性别、年龄、组织学类型、浸润深度、淋巴管侵袭无关(P>0.05).DLAT共表达基因集的功能聚类显示其主要参与细胞周期有丝分裂进程、线粒体蛋白翻译的延长和终止、非编码RNA的代谢以及DNA构象改变等生物学过程.KEGG富集分析显示其参与细胞柠檬酸循环、氧化磷酸化及丙酮酸代谢等相关通路.构建DLAT分子调控网络,得到连接度最高的10个节点基因,依次为PAICS、MAD2L1、HSPD1、GART、CS、RRM1、MRPL3、BUB1、CCNB1、CHEK1.结论 代谢基因DLAT在结直肠癌组织中的表达高,然而晚期结直肠癌组织的表达低于早期结直肠癌组织,且低表达患者预后较差、TNM分期较晚、更易发生淋巴结转移,该发现为结直肠癌代谢相关潜在分子标志物的研究和应用奠定了一定基础.