バイオインフォマティクスに基づくlncRNA-miRNA-mRNAとTF制御ネットワークの解析により、食道扁平上皮癌の機能遺伝子を明らかにした

Bioinformatics-based Analysis of the lncRNA-miRNA-mRNA and TF regulatory networks reveal functional genes in esophageal squamous cell carcinoma.

• Zhimin Ye
• Jun Fang
• Zhun Wang
• Lei Wang
• Bin Li
• TongXin Liu
• Yuezhen Wang
• JianFeng Hua
• FangZheng Wang
• ZhenFu Fu

抄録

食道扁平上皮癌(ESCC)は5年生存率に満足していない悪性腫瘍である。本研究では、ESCCの新たな診断目標と予後予測目標を明らかにすることを目的とした。発現プロファイリング（GSE89102、GSE97051、GSE59973）データをGEOデータベースからダウンロードした。その後、GEO2Rを用いて、P値＜0.05、｜log2FC｜≧2の異なる発現（DE）lncRNA、DEmiRNA、遺伝子（DEG）を同定した。miRNA関連mRNAとlncRNA共発現mRNAの機能エンリッチメント解析を行った。LncRNA-miRNA-mRNA、miRNA関連mRNAとDEGのタンパク質-タンパク質相互作用、共発現、転写因子-ハブ遺伝子ネットワークを構築した。転写データ、ハブ遺伝子の診断値、予後予測値をそれぞれONCOMINE、ROC解析、Kaplan-Meier plotterを用いて推定した。また、ハブ遺伝子の発現をqPCRおよびウエスタンブロットアッセイで評価した。ハブ遺伝子としては、CDK1、VEGFA、PRDM10、RUNX1、CDK6、HSP90AA1、MYC、EGR1、SOX2を用いた。その中で、PRDM10、RUNX1、CDK6はESCC患者の全生存期間（OS）の悪化を予測した。その結果、ハブ遺伝子はESCAの原発腫瘍組織や細胞株で有意に発現が上昇し、診断効率に優れていることが明らかになった。これらの結果は、ハブ遺伝子が ESCC の診断・治療のターゲットとなる可能性を示唆している。

Esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) is a 5-year survival rate unsatisfied malignancies. The study aimed to identify the novel diagnostic and prognostic targets for ESCC. Expression profiling (GSE89102, GSE97051, and GSE59973) data were downloaded from the GEO database. Then, differentially expressed (DE) lncRNAs, DEmiRNAs, and genes (DEGs) with P-values<0.05, and |log2FC| ≥ 2, were identified using GEO2R. Functional enrichment analysis of miRNA-related mRNAs and lncRNA coexpressed mRNA was performed. LncRNA-miRNA-mRNA, protein-protein interaction of miRNA-related mRNAs and DEGs, co-expression, and transcription factors-hub genes network were constructed. The transcriptional data, the diagnostic and prognostic value of hub genes were estimated with ONCOMINE, receiver operating characteristic (ROC) analyses, and Kaplan-Meier plotter, respectively. Also, the expressions of hub genes were assessed through qPCR and western blot assays. The CDK1, VEGFA, PRDM10, RUNX1, CDK6, HSP90AA1, MYC, EGR1, and SOX2 used as hub genes. And among them, PRDM10, RUNX1, and CDK6 predicted worse overall survival (OS) in ESCC patients. Our results showed that the hub genes were significantly upregulated in ESCA primary tumor tissues and cell lines, and exhibited excellent diagnostic efficiency. These results suggest that the hub genes may server as potential targets for the diagnosis and treatment of ESCC.

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