本文關鍵詞： 食管鱗癌 DNA甲基化 化療敏感性 預后 癌癥基因組圖譜 IRAK3　出處：《北京協(xié)和醫(yī)學院》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：實驗背景:食管癌是全世界范圍內(nèi)發(fā)病率第8位、死亡率第6位的惡性腫瘤。我國食管癌約90%為食管鱗癌,盡管已有手術、放療、化療等聯(lián)合治療可以改善患者生存,但食管癌的五年生存率仍不足15%。其中不同化療方案均表現(xiàn)出較低的患者有效率,所以尋找預測化療藥物敏感性的標志物已成為改善患者預后的關鍵。DNA甲基化作為重要的表觀遺傳學修飾,對腫瘤的發(fā)生發(fā)展有著相當重要的作用,展現(xiàn)出在腫瘤早期篩查、預后評估、化療敏感性預測等方面的巨大價值。實驗方法:利用全基因組甲基化高密度芯片(Infinium HD human Methylation450K BeadChip)檢測對紫杉醇聯(lián)合順鉑化療方案敏感性不同的食管鱗癌組織樣本12例,利用生物信息技術分析檢測數(shù)據(jù),篩選敏感組與耐藥組之間的差異甲基化位點和基因。聯(lián)合同一樣本表達譜數(shù)據(jù)行關聯(lián)分析,篩選由DNA甲基化異常導致基因表達改變的候選基因。利用癌癥基因組圖譜計劃(TCGA)食管鱗癌數(shù)據(jù),驗證候選基因甲基化水平是否與患者生存預后相關,行Cox多因素回歸分析篩選最終可預測患者化療敏感性和預后的異常甲基化基因。實驗結(jié)果:本實驗共篩選出敏感組與耐藥組之間差異甲基化位點共40985個(p0.05),啟動子區(qū)差異甲基化基因共425個(p0.05,FDR0.05),其中高甲基化基因34個,低甲基化基因391個,多與化學物質(zhì)刺激應答、信號傳導等通路相關。甲基化譜與表達譜關聯(lián)分析,篩選出DNA甲基化異常導致基因表達改變的候選基因共12個。TCGA食管鱗癌數(shù)據(jù)驗證得到其中6個基因甲基化水平與其表達具有相關性(相關系數(shù)-0.3,p0.05),Cox多因素回歸分析顯示性別(p=0.036,HR=0.209,95%CI[0.048,0.905])、初治后有無新發(fā)腫瘤(p=0.027,HR=1.119,95%CI[1.120,6.700])以及基因 IRAK3 甲基化水平(p=0.039,HR=0.036,95%CI[0.036,0.920])是食管鱗癌患者的獨立預后因素。實驗結(jié)論:紫杉醇聯(lián)合順鉑化療方案下,敏感組與耐藥組的食管鱗癌標本對比發(fā)現(xiàn)啟動子區(qū)域差異甲基化基因共425個,與化學物質(zhì)刺激應答、信號傳導等重要通路相關。其中由DNA甲基化異常導致基因表達改變的基因12個,包含已知的抑癌基因和多個轉(zhuǎn)錄調(diào)控相關基因。經(jīng)TCGA食管鱗癌數(shù)據(jù)驗證,基因IRAK3的甲基化水平為食管鱗癌患者的獨立預后因素,IRAK3高甲基化食管鱗癌患者死亡風險更低,可作為食管鱗癌患者預后預測的分子標志物,與化療敏感性的關系尚需進一步驗證。
[Abstract]:Background: esophageal cancer is the 8th most common malignant tumor in the world and the sixth most fatal malignant tumor. About 90% esophageal carcinoma in China are esophageal squamous cell carcinoma despite the operation and radiotherapy. Chemotherapy and other combined treatment can improve the survival of patients, but the 5-year survival rate of esophageal cancer is still less than 15%. Therefore, searching for markers to predict chemosensitivity has become the key to improve the prognosis of patients. DNA methylation is an important epigenetic modification, which plays an important role in tumor development. Demonstrated early screening and prognostic evaluation of the tumor. Great value in prediction of chemosensitivity. Experimental methods: using high density microarray for genomic methylation. Infinium HD human Methylation450K BeadChip). 12 cases of esophageal squamous cell carcinoma with different sensitivity to paclitaxel and cisplatin chemotherapy were detected. Bioinformatics was used to analyze the detection data and to screen the differential methylation sites and genes between sensitive and resistant groups. The association analysis was performed with the expression profile data of the same sample. To screen candidate genes for gene expression changes caused by abnormal DNA methylation. TCGA-based esophageal squamous cell carcinoma data were obtained by cancer genome mapping project. To verify whether the methylation level of candidate gene is related to survival and prognosis of patients. Cox multivariate regression analysis was performed to screen abnormal methylation genes that ultimately predict chemosensitivity and prognosis in patients. A total of 40985 differentially methylated sites were screened between sensitive and resistant groups. P0.05). There were 425 differentially methylated genes in promoter region, including 34 hypermethylation genes and 391 hypomethylated genes, which were mostly responsive to chemical stimulation. Correlation between signal transduction and other pathways. Correlation analysis between methylation spectrum and expression spectrum. A total of 12 candidate genes with abnormal DNA methylation resulting in gene expression changes were screened. Data from TCGA esophageal squamous cell carcinoma showed that 6 of them were correlated with their expression (P < 0.05). Correlation coefficient -0.3. The multivariate regression analysis of p0.05 and Cox showed that the sex was 0.036% HRL 0.209% CI. [0.048% 0.905], if there is a new tumor after initial treatment, there are 0.027 HRT and 1.11919 / 95 CI. [) and the IRAK3 methylation level of the gene P0.039, HRN 0.036 95 CI. [Conclusion: paclitaxel combined with cisplatin chemotherapy is an independent prognostic factor in patients with esophageal squamous cell carcinoma. A total of 425 promoter region differentially methylated genes were found in esophageal squamous cell carcinoma specimens from sensitive and drug-resistant groups, which were stimulated by chemical substances. Signal transduction and other important pathways are related, of which 12 genes caused by abnormal DNA methylation caused gene expression changes. TCGA esophageal squamous cell carcinoma data confirmed that the methylation level of gene IRAK3 was an independent prognostic factor in esophageal squamous cell carcinoma patients. The risk of death in patients with hypermethylated esophageal squamous cell carcinoma (IRAK3) is lower, which can be used as a molecular marker for predicting prognosis in patients with esophageal squamous cell carcinoma. The relationship between IRAK3 and chemosensitivity needs to be further verified.
【學位授予單位】：北京協(xié)和醫(yī)學院
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R735.1

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