本文關(guān)鍵詞：基于TCGA、臨床樣本數(shù)據(jù)和體內(nèi)外實驗研究TRP受體家族在腫瘤辨證中的作用

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【摘要】：[背景和目的]寒熱辨證是中醫(yī)臨床治療的重要思想,是中醫(yī)辨證施治的重要組成部分。對于寒熱證的現(xiàn)代科學研究認為:寒熱證的內(nèi)在機制主要與炎癥反應(yīng)、能量代謝以及內(nèi)分泌調(diào)節(jié)相關(guān),但其具體的機制一直以來存在爭議,并且對于寒熱缺乏可靠的檢測和評價指標。Li等利用文獻挖掘算法和基因芯片檢測等研究方式,從不同角度闡釋了寒熱的科學內(nèi)涵,但不同方法獲取的研究結(jié)果差異性較大,研究結(jié)果的相關(guān)性不強。因為基于單個課題組、單一研究策略的研究,獲取的結(jié)果存在獨立性強、可重復性較差的問題�；谶@一問題,我們初步提出能否利用長期以來積累的生物大數(shù)據(jù)挖掘和分析孤立研究中共同存在的寒熱科學內(nèi)涵或者科學規(guī)律;如果存在,這一規(guī)律能否運用到腫瘤的寒熱辨證當中,從而為腫瘤的臨床治療提供理論指導。[研究方法與內(nèi)容]首先以"hot syndrome"和"cold syndrome"作為關(guān)鍵詞,利用文獻挖掘算法插件Agilent Literature Search進行分析,獲取文獻報道的寒熱相關(guān)的基因集,同時以Li等研究獲取的寒熱相關(guān)的基因集作為種子基因集,利用生物大數(shù)據(jù)庫GeneMANIA積累的基因表達、基因共表達關(guān)系、遺傳相互作用關(guān)系、蛋白質(zhì)共定位和相互關(guān)系、信號通路等數(shù)據(jù)挖掘與種子基因具有密切關(guān)聯(lián)的基因,然后構(gòu)建基因相互作用的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),利用Cytoscape軟件將兩種方式獲取的基因網(wǎng)絡(luò)合并,獲得更加全面的基因相互作用關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。接著利用MCODE算法分析和獲取基因網(wǎng)絡(luò)中相互關(guān)系最為密切的核心調(diào)控子網(wǎng)絡(luò),并對核心調(diào)控子網(wǎng)絡(luò)中的基因進行GO基因注釋和KEGG富集分析,揭示寒熱證可能的科學內(nèi)涵。然后利用perl語言從TCGA數(shù)據(jù)庫下載21種腫瘤,超過11000例臨床樣的基因表達數(shù)據(jù)和生存預后數(shù)據(jù),分析冷熱敏受體與21種腫瘤的預后的相關(guān)性;同時對腫瘤樣本的癌和癌旁進行配對差異分析;利用The Human Protein Atlas數(shù)據(jù)庫檢索冷熱敏受體的蛋白表達情況,驗證冷熱敏受體表達水平與預后結(jié)果的一致性。通過體外細胞實驗對比兩類腫瘤("熱性腫瘤"和"寒性腫瘤")的腫瘤細胞和正常細胞的mRNA和蛋白表達水平,驗證數(shù)據(jù)庫分析的結(jié)果。最后在體內(nèi)使用裸鼠皮下移植瘤模型驗證以冷熱敏受體對腫瘤進行分類,辨證給予藥物治療的可行性。[結(jié)果]Agilent Literature Search文獻挖掘分析共獲得76個與寒熱相關(guān)的基因,同時Li等人的研究中共有187個基因。構(gòu)建基因相互作用網(wǎng)絡(luò)后MCODE分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),冷熱敏受體家族在評分最高的核心調(diào)控子網(wǎng)絡(luò)中顯著富集,核心網(wǎng)絡(luò)靶點基因的GO注釋分析和KEGG富集分析結(jié)果顯示核心調(diào)控子網(wǎng)絡(luò)的基因主要與離子通道的轉(zhuǎn)運、能量代謝和炎癥反應(yīng)相關(guān)。而冷熱敏受體在其中扮演著重要的角色�；赥CGA的生存分析結(jié)果顯示:在腎透明細胞癌、多形性膠質(zhì)母細胞瘤、腦下位膠質(zhì)瘤、結(jié)腸腺癌、食管癌、胰腺癌、卵巢漿液性囊腺癌和肺鱗狀細胞癌中熱敏受體高表達患者生存期較短,冷敏受體高表達患者生存期較長;而在子宮內(nèi)膜癌、肝細胞癌、浸潤性乳腺癌、肺腺癌、膀胱尿路上皮癌、頭頸部鱗狀細胞癌、腎乳頭狀細胞癌、肉瘤、宮頸癌、和胃腺癌中熱敏受體高表達患者生存期較長,而冷敏受體高表達患者生存期較短。而急性髓系白血病和直腸腺癌無法利用冷熱敏受體表達水平與患者生存期進行分類。因而從冷熱敏受體的表達水平和患者生存期的關(guān)系,可以初步將腫瘤大致分為兩類,一類患者熱敏受體高表達預后較差,另一類患者冷敏受體高表達預后較差,基本符合中醫(yī)辨證思維。挑選生存分析中具有代表性的四種腫瘤(腎透明質(zhì)細胞癌、結(jié)腸腺癌、肺腺癌和頭頸部鱗狀細胞癌)分析mRNA和蛋白表達水平,結(jié)果顯示:在腎透明細胞癌和結(jié)腸腺癌中,大部分熱敏受體mRNA和蛋白表達水平顯著高于正常組織,而腫瘤組織中冷敏受體表達顯著低于正常組織;而在肺腺癌和頭頸部鱗狀細胞癌中,腫瘤組織中大部分熱敏受體mRNA和蛋白表達水平顯著低于正常組織,而腫瘤組織中冷敏受體表達顯著高于正常組織。同時利用q-PCR以及Western blot實驗驗證四種腫瘤細胞系以及對應(yīng)的正常細胞中冷熱敏受體的mRNA和蛋白的表達情況,其結(jié)果與數(shù)據(jù)庫分析的結(jié)果基木一致�；诶錈崦羰荏w與生存期相關(guān)性的分析與后續(xù)的蛋白和基因表達水平分析的結(jié)果一致,初步驗證了以冷熱敏受體辨別和區(qū)分腫瘤患者預后的可行性。裸鼠皮下移植瘤實驗發(fā)現(xiàn):在熱敏受體高表達、冷敏受體低表達的結(jié)腸癌中,TRPV1激動劑Capsaicin能夠促進結(jié)腸癌皮下移植瘤的生長,而TRPM8激動劑Menthol能夠抑制結(jié)腸癌皮下移植瘤的生長;而在熱敏受體低表達、冷敏受體高表達的肺腺癌中,TRPV1激動劑Capsaicin能夠抑制肺腺癌的皮下移植瘤的生長,抑制細胞增殖,而TRPM8激動劑Menthol能夠促進肺腺癌的皮下移植瘤的生長,促進肺癌細胞的增殖。Ki67和免疫組化的結(jié)果也驗證了這一結(jié)果。[結(jié)論和意義]根據(jù)冷熱敏受體的表達水平與腫瘤患者的預后,能夠?qū)⒋蠖鄶?shù)腫瘤進行辨證和分類;此外基于冷熱敏受體對腫瘤進行辨證,對證治療可以取得較好的療效,相反則可能會產(chǎn)生較差的治療效果,甚至會促進腫瘤的生長,這對于指導臨床腫瘤的辨證和治療具有較強的指導意義。
【學位授予單位】：南京中醫(yī)藥大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R273

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：1291382