《Computational and Systems Oncology》:Bioinformatics Identification of lncRNA-Associated Molecular Signatures Potentially Related to Quercetin Response in Breast Cancer
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据世界卫生组织报告,全球约每八名女性中就有一人受乳腺癌影响,其在女性恶性肿瘤中致死率最高,仅低于肺癌。晚期乳腺癌几乎致命,即便手术与化疗进步,复发仍难避免;现有化学疗法常伴多种副作用。多酚类化合物槲皮素(quercetin)广泛存在于食用植物中,既往研究强烈提
据世界卫生组织报告,全球约每八名女性中就有一人受乳腺癌影响,其在女性恶性肿瘤中致死率最高,仅低于肺癌。晚期乳腺癌几乎致命,即便手术与化疗进步,复发仍难避免;现有化学疗法常伴多种副作用。多酚类化合物槲皮素(quercetin)广泛存在于食用植物中,既往研究强烈提示其作为癌症治疗的潜力,多种癌细胞系显示槲皮素可诱导凋亡并抑制增殖。研究人员因此开展整合生物信息学分析,以识别乳腺癌中与槲皮素相关转录改变潜在有关的分子特征、信号通路及lncRNA关联基因关系;所得候选经蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)与公共调控数据库进一步探索。研究发现若干参与不同代谢通路的基因与乳腺癌及槲皮素处理相关。上述发现旨在提出关于潜在lncRNA关联机制的假设,而非确立槲皮素-lncRNA间的直接因果关系。
研究背景与立项依据:乳腺癌在全球女性恶性肿瘤中发病率与致死率居高,晚期几乎不可治且复发难免,既有化疗药物毒副作用明显,亟需新型抗肿瘤药剂。槲皮素作为多酚类膳食化合物在多种癌细胞中展现促凋亡、抑增殖活性,但其在乳腺癌中的机制研究有限。长链非编码RNA(lncRNA, long non-coding RNA)近年被确认为基因表达调控关键分子,具备作为诊断标志物与药理靶点的潜力。研究人员整合公共转录组与调控数据库,以探索乳腺癌背景下与含槲皮素干预共享的转录特征及其潜在lncRNA关联,属于假设生成型生物信息学研究。该文发表于《Computational and Systems Oncology》。
主要技术方法概述:研究选取GEO数据库两微阵列集——GSE74560(超重女性随机双盲安慰剂对照试验中混合黄酮-鱼油补充剂Q-Mix含1000 mg槲皮素等多组分干预70天的外周全血转录组,平台GPL11532)与GSE205185(17例原发乳腺癌患者及5例正常乳腺组织基因表达谱,平台GPL21185),以未校正p<0.05且|log2FC|>1筛差异表达基因(DEGs);取交集基因经Enrichr/KEGG做通路富集(p<0.05取前十);STRING/NetworkAnalyst构蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网,按节点度与中介中心性取前20蛋白;借GEPIA与TCGA公共资源做临床表达、分期与生存关联分析;以Enrichr内lncHub及LncTARD库挖掘候选基因关联lncRNA,Python绘弦图与冲积图。全程无实验验证。
研究结果
3.1 重叠基因与富集信号通路识别:两DEG列表交得247基因,因原始DEG表未留存故无法重判各基因方向,将其作共享转录特征而非槲皮素逆转乳腺癌表达之确证。富集涉及Hedgehog、Notch等通路。
3.2 EZH2、NFATC1与RFC4在槲皮素功能中居要:PPI网按节点度与betweenness得EZH2、NFATC1、VTN、PECAM1、CDH2、SAP18、SHH、GTF2B、WNT3A、RFC4为显著节点。
3.3 EZH2与PECAM1临床库确认:GEPIA/TCGA显示EZH2在乳腺癌组织表达上调、PECAM1下调,并随临床分期与生存分析呈关联;但库分析不排除因果存活贡献。
3.4 候选lncRNA识别:lncHub+LncTARD得DDX11-AS1、SMAD5-AS1、PRDM16-DT、PAQR9-AS1、IGFBP7-AS1、LINC02341、LINC02382、LINC02477关联前述候选基因,属数据库推导非实验介导槲皮素效应。
讨论部分总结:作者指明GSE74560为多重成分Q-Mix全身反应而非乳腺癌细胞直触槲皮素,重叠仅作假设生成;EZH2(Polycomb组蛋白甲基转移酶亚基)与PECAM1(内皮细胞黏附分子)之临床表达趋势与既往癌生物学一致但非槲皮素直接互作证据;DDX11-AS1等lncRNA在他癌中涉化疗耐药、EMT、PI3K/AKT等机制,为本研计算关联提供背景但不外推至槲皮素特异通路;局限含原始DEG未留致FDR不可复算、247基因方向不可重判、lncRNA-基因关系未验、临床关联非独立验证。结论译文:整合生物信息学分析鉴定了乳腺癌与含槲皮素干预数据集共享转录特征所潜在的候选基因、信号通路及lncRNA;所识lncRNA-基因关联为关于槲皮素相关响应潜在调控机制的假设,非直接/因果lncRNA依赖机制证据;需实验研究验证此类互作并判定其在乳腺癌槲皮素响应中的功能相关性。