大家好！今天小编和大家一起分享一篇2024年12月发表在Cancers(Basel)杂志的文章：
《ElevatedExpressionofCellAdhesion,Metabolic,andMucusSecretionGeneClustersAssociatedwithTumorigenesis,Metastasis,andPoorSurvivalinPancreaticDuctalAdenocarcinoma》
1.背景
胰腺癌常见，患者长期存活几率低，预计2040年底成美国癌症死亡第二大诱因，其中PDAC最常见。它治疗挑战大，90%病例晚期发现且常耐药，虽有分子疗法但效果有限，发病和进展机制不明，预后差与早期扩散、转移相关，早期因症状不特异和缺标志物呈“隐匿性”。
当前研究利用GEO数据库找PDAC肿瘤与非肿瘤组织的差异表达基因，通过PPI网络研究上调基因的共表达模式和功能，借助TCGA数据库探究临床病理特征，并用多种分析明确基因意义。该研究考察基因簇对PDAC肿瘤特征影响，揭示其进展遗传机制，可指导个体化治疗。
2.材料和方法
2.1全基因组表达谱：从GEO收集PDAC与非肿瘤样本表达数据集及含多类样本的mRNA表达谱，经R软件、Affy包处理文件，映射探针，平均基因表达值备用。
2.2差异表达基因鉴定：用GEO2R工具找差异基因，依变化倍数与p值筛选，用韦恩图找共上调基因。
2.3热图可视化与功能注释：用dChip做层次聚类、热图展示，用基因集富集、MSigDB分别做富集分数评估与功能注释。
2.4蛋白质-蛋白质相互作用网络构建：用STRING数据库、PDAC基因集建网络。
2.5ROC曲线：用MedCalc工具绘ROC曲线测基因簇特性。
2.6生存曲线分析：用Kaplan-Meier图结合临床信息研究基因表达对患者生存期影响，用对数秩检验定p值。
2.7TCGA谱验证：从UALCAN获TCGA数据库PDAC肿瘤RNA序列谱，选多基因分析临床病理特征。
2.8细胞培养与实时定量PCR分析：培养人胰腺导管、腺癌细胞系，按常规流程做细胞培养等操作。
3. 结果
3.1PDAC样品中差异表达基因的鉴定
从GEO收集含PDAC与非癌样本的4个mRNA表达谱，用GEO2R工具依倍数变化≥2或≤-2、p值<0.05找差异表达基因，其表达模式见图S1。将在3个及以上表达谱重叠的上调基因视为PDAC基因集，以韦恩图展示（图1A），共68个基因，该基因集在PDAC样本表达更特异（图1B-E），经基因集富集分析，PDAC肿瘤富集分数显著，基因本体分析显示其参与PDAC肿瘤相关过程（图1F）。
图1.PDAC肿瘤中常见上调基因的表达模式。
3.2蛋白质-蛋白质相互作用分析确定了与PDAC相关的三个基因簇：细胞粘附、代谢和粘液分泌
图2.蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）分析确定了PDAC基因集中的三个功能相关基因簇。
图3.已鉴定的基因簇可预测PDAC发病机制，具有很高的敏感性和特异性。
用STRING数据库分析PDAC基因集的共表达和功能关联，结果显示其功能上分为细胞外基质/细胞粘附（40个基因）、代谢（4个基因）、黏液调节（10个基因）三个簇，其余不相关基因未纳入研究。这三个簇基因在PDAC肿瘤mRNA水平显著上调。基于ROC分析表明，三个基因簇表达模式对预测PDAC发展具高敏感性和特异性。该分析确定了与PDAC发病机制相关的三个基因簇。
3.3与PDAC患者生存期较短和转移负荷增加相关的基因簇表达增加
图4.已鉴定的基因簇的表达升高与PDAC患者的总生存率（OS）相关。
图5.已鉴定的基因簇与PDAC中的腹膜或肝转移有关。
为研基因簇临床相关性，先看总生存率。Kaplan-Meier图显示，三个基因簇表达增加与PDAC患者生存率低相关。
再研基因对PDAC转移影响，分析两GEO表达谱。细胞外基质/细胞粘附基因簇影响PDAC致癌，但不影响肝转移，此基因高表达时腹膜转移更常见。代谢和黏液分泌基因簇过表达与肝转移、腹膜转移都相关。
3.4基因集的过表达与PDAC肿瘤发生、癌症分期、肿瘤分级、淋巴结浸润和生存率低的增加有关
图6.代谢基因MBOAT2、MGLL、EGLN3和SLC2A1在PDAC肿瘤发生、进展和患者生存中的临床关联。
图7.粘液分泌基因MUC13、FXYD3、AGR2和TFF1在PDAC肿瘤发生、进展和生存中的临床关联。
从TCGA数据库提取相关RNA序列图谱研究基因簇临床相关性。代谢基因簇中MBOAT2等在原发性PDAC肿瘤中较非肿瘤组织表达增加，与肿瘤分期等相关，且高表达预示患者预后差，在胰腺癌细胞中表达也上调。MUC13等在原发性和进展期PDAC中表达升高，与肿瘤分级有关，FXYD3过表达预后差，部分基因在胰腺癌细胞中mRNA水平升高，未检测到MUC13的mRNA。细胞外基质/细胞粘附基因簇中CDH3等与PDAC多种不良情况相关。这些基因簇表达升高有助于预测PDAC的肿瘤发生、进展及不良预后。
4.讨论
PDAC是常见消化器官癌症，预后差、发病率和死亡率上升，临床特征及预后因素不明。本研究用数据库和生物信息工具鉴定出68个在多个PDAC表达谱上调的基因，分细胞外基质/细胞粘附、代谢、黏液分泌相关三个基因簇。
已有研究表明这些基因在多种癌症包括PDAC中起关键作用。黏液基因簇与致癌特征有关，细胞外基质和细胞粘附相关基因在癌症发展多方面有重要作用。这些研究印证了本研究的生物信息学分析，表明相关基因与PDAC致癌和转移高度相关。
研究还利用TCGA数据库验证了基因簇对PDAC临床病理特征的影响，确定了预后标志物基因。但研究存在局限，因数据来自公共数据库，数据集质量难评估，结论需进一步检验。
5.结论
本研究从PDAC肿瘤的差异表达基因中鉴定PDAC基因集。基因集富集、基因本体论、蛋白质-蛋白质相互作用、ROC曲线和生存分析进一步表征了PDAC基因集表达模式。发现细胞粘附、代谢和粘液分泌基因簇与原发性和转移性肿瘤以及PDAC肿瘤发生的生存结果高度相关。已鉴定的基因簇具有作为PDAC诊断和预后生物标志物的巨大潜力，并为治疗胰腺癌的未来治疗靶点提供信息。
