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第42卷第10期 马牧溪,张发财,王明生,等. 基于TCGA数据库的肾透明细胞癌miRNA预后模型的构建及
2022年10月 蛋白互作网络分析[J]. 南京医科大学学报(自然科学版),2022,42(10):1376-1386 ·1377 ·
[Key words] miRNA;prognosis of renal clear cell carcinoma;biomarker;protein interaction network
[J Nanjing Med Univ,2022,42(10):1376⁃1386]
肾癌又称肾细胞癌(renal cell carcinoma,RCC),
1 资料和方法
是起源于肾实质泌尿小管上皮系统的恶性肿瘤,也
是最常见的肾实质恶性肿瘤,约占成人恶性肿瘤的 1.1 资料
2%~3%。肾细胞癌包括透明细胞癌(clear cell renal 登录 TCGA 数据库官网(https://portal.gdc.can⁃
cell carcinoma,ccRCC)、乳头状肾细胞癌、嫌色细胞 cer.gov/),设置过滤条件,①疾病类型:肾透明细胞
癌、集合管癌和未分化类肾细胞癌等亚型 ,其中 癌;②数据来源:TCGA;③数据类型:基因表达数据
[1]
ccRCC 为最常见类型 [2] 。RCC 的高发病年龄为 (HTSeq⁃Counts)、miRNA 数据(区分 3p 与 5p)、临床
50~60 岁;男女比例约为 2∶1。根据统计,2015 年我 数据。使用 Perl 软件(v5.30.0)对 mRNA 和 miRNA
国预期新发患者数约为 6.68 万人 ,死亡人数约为 数据进行整理及临床数据合并。
[3]
2.34 万人;2018 年全球新增患者 40 余万人,死亡人 1.2 方法
数约17.51万人。目前证据表明其发病机制尚无定 1.2.1 构建miRNA预后模型
论,可能与遗传、吸烟、肥胖、高血压及抗高血压药 利用 R 软件对 mRNA 和 miRNA 进行差异分析
物使用等有关,其典型表现为“肾癌三联症”,但目 [过滤标准:以 2 为底数对数变化倍数的绝对值
前在临床中却很少见,常因血尿、疼痛和肿块行影 (|log2FC|)>2,校准 P 值(FDR)≤ 0.05],将差异表达
像学检查时发现,所以这类患者易错过最佳治疗时 的 miRNA 与整理后的生存数据进行合并。排除标
期,预后往往较差。局限性或者局限进展期肾癌主 准:①生存时间未知;②生存时间为 0 d;③生存时
要是以手术切除为主,而晚期患者因肾癌对传统的 间 < 30 d;④生存状态为未知;⑤生存状态为空
放化疗不敏感,这类患者常采用分子靶向治疗延长 值。然后将样本随机等分为实验组(Train组)251例
寿命,但部分患者后期出现耐药现象。所以迫切需 和验证组(Test组)248例,对Train组样本进行单、多
要对ccRCC 的发生和发展进行深入研究,早期对这 因素Cox回归分析后建立与ccRCC预后相关miRNA
类人群进行个体化治疗,改善预后。 模型。
微小 RNA(microRNA,miRNA)是由 19~25 个核 1.2.2 预后风险模型的评估
苷酸组成的内源性单链小分子RNA,是体内最多的 分别对高、低表达组和高、低风险组进行生存
RNA,因其不具有开放阅读框,故不编码蛋白质,但 差异分析,通过生存曲线、ROC 曲线及生存状态图
具有调节蛋白质编码和非编码基因表达的功能 [4-7] , 评估风险模型的准确性,并在 Test 组和所有样本进
主要通过目标靶基因mRNA的3′端非翻译区来调节 行验证。将预后风险模型风险评分与临床因素合
蛋白质编码和非编码基因的表达。越来越多的研 并,进行独立预后分析。
究表明,miRNA在肿瘤微环境的血管生成及远处转 1.2.3 miRNA和mRNA综合分析
移中起着重要的作用 [8-12] 。miRNA⁃4295 可以促进 通过 miRDB、miRTarBase 及 TargetScan 软件对
头颈鳞状细胞癌恶性细胞的增殖 [13] ;miR4543p通过 模型中的miRNA进行靶基因的预测,利用Cytoscape
靶向 TGFB2 抑制非小细胞肺癌的增殖和转移 [14] ; 软件构建调控网络并进行 GO 和 KEGG 富集分析其
Guo 等 [15] 在乳腺癌研究中发现,miR⁃491⁃5p 作为一 功能及参与的通路,对调控网络内的mRNA 进行生
种抑癌因子,通过 ZNF⁃703 调节 AKT/mTOR 通路显 存分析,最后构建蛋白互作网络(PPI)。
著抑制乳腺癌的侵蚀和转移;并且miRNA在ccRCC
2 结 果
发生、发展、转移也都得到证实 [16-20] ,这些研究表明
miRNA 可能会为 ccRCC 的预后和治疗提供新思 2.1 差异表达的mRNA和miRNA
路。因此通过 TCGA 数据库构建 miRNA 风险预后 初步筛选出3 613个差异表达mRNA(2 603个表
模型筛选高危人群,可早期进行干预治疗,提高患 达上调的 mRNA,1 010 个表达下调的 mRNA)和
者的生存率。 49 个差异表达的 miRNA(28 个表达上调的 miRNA,