肺腺がんの診断と予後に関連するバイオマーカーのスクリーニングと同定

Screening and identification of biomarkers associated with the diagnosis and prognosis of lung adenocarcinoma.

• Yanyun Wang
• Lin Zhang
• Yitong Chen
• Man Li
• Minwen Ha
• Songbai Li

抄録

背景:

本研究では、肺腺癌（LUAD）の病態と予後のバイオマーカーを同定することを目的とした。

BACKGROUND: In this study, we aimed to identify the pathogenesis and prognostic biomarkers of lung adenocarcinoma (LUAD).

方法:

微分発現mRNA（DEmRNA）と一塩基多型（SNP）変異遺伝子をスクリーニングした。さらに、SNP変異遺伝子のエンリッチメント解析と蛋白質-蛋白質相互作用（PPI）ネットワーク解析を行った。その後、遺伝子変異と発現の相関を解析した。最後に、LUADの予後に関連する変異遺伝子をThe Cancer Genome Atlas (TCGA)データベースに基づいて検証した。

METHODS: Differentially expressed mRNAs (DEmRNAs) and single nucleotide polymorphism (SNP) mutant genes were screened. In addition, enrichment and protein-protein interaction (PPI) network analyses of the SNP-mutated genes were performed. Thereafter, the correlation between gene mutation and expression was analyzed. Finally, the mutated genes associated with LUAD prognosis were validated on the basis of The Cancer Genome Atlas (TCGA) database.

結果:

本研究では、合計 2502 個の DEmRNA を最初にスクリーニングした。30例以上の症例から756個のSNP変異遺伝子を同定した。京都大百科事典（KEGG）パスウェイ解析の結果、LUADに関与する変異遺伝子は、主にECM-受容体相互作用、局所接着、カルシウムシグナル伝達経路に関連していることが明らかになった。その結果、PPIネットワークのハブ遺伝子として、腫瘍蛋白質p53（TP53）、ニューレキシン1（NRXN1）の変異度が高い遺伝子が選ばれた。また、相関解析の結果、紡錘体微小管組立因子（ASPM）、セントロメアタンパク質F（CENPF）、コンタクチン3（CNTN3）、カテニンデルタ2（CTNND2）の6つの遺伝子が明らかになった。また、LUADの予後と関連していることが判明したASPM rs368020495、CENPF rs762653487、PKHD1L1 rs768349010の3つのSNP変異が確認された。さらに検証を行ったところ、前述の6つの変異遺伝子のうち、CENPFはアップレギュレーションされ、SEMA6Dはダウンレギュレーションされていた。

RESULTS: A total of 2502 DEmRNAs were initially screened in this study. We identified 756 SNP-mutated genes from more than 30 cases. The Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) pathway analysis revealed that the mutated genes involved in LUAD were mainly associated with the ECM-receptor interaction, focal adhesion, and calcium signaling pathways. Tumor protein p53 (TP53) and neurexin 1 (NRXN1) with the higher degree were chosen as the hub genes in the PPI network. In addition, the correlation analysis revealed six genes, including assembly factor for spindle microtubules (ASPM), centromere protein F (CENPF), contactin 3 (CNTN3), catenin delta 2 (CTNND2), PKHD1 like 1 (PKHD1L1), and semaphorin 6D (SEMA6D), and three SNP mutations at ASPM rs368020495, CENPF rs762653487, and PKHD1L1 rs768349010 sites that were found to be associated with LUAD prognosis. Further validation showed that among the aforementioned six mutated genes, CENPF was upregulated and SEMA6D was downregulated.

結論:

CENPF, SEMA6D, TP53, NRXN1はLUADの発症と密接に関連していることが明らかになった。

CONCLUSION: CENPF, SEMA6D, TP53, and NRXN1 were found to be closely associated with the development of LUAD.

© 2020 The Authors. Journal of Clinical Laboratory Analysis published by Wiley Periodicals LLC.