锚蛋白2基因与乳腺癌进展的相关性：生物信息学数据库评估

医学信息学解锁25（2021）100663锚蛋白2基因与乳腺癌进展的相关性：一项使用数据库方法的初步计算评估马里兰州马里兰州罗曼·莫加尔 Rashel Mahmod a，Sagarika Adhikary Sompa a，Asadullah Junayed a，马里兰州 Zainul Abedin b，Md. Asaduzzaman Sikder a，*aMawlana Bhashani科技大学生物化学和分子生物学系，Tangail-1902，孟加拉国b孟加拉国坦盖尔Mawlana Bhashani科技大学食品技术和营养科学系，1902年A R T I C L EI N FO保留字：ANK2乳腺癌CHRDL1生物信息学工具基因下调A B S T R A C T乳腺癌（BC）被认为是女性癌症相关死亡的第二大原因。因此，准确的诊断对于避免BC负担至关重要。锚蛋白2（ANK 2）编码结构膜衔接蛋白锚蛋白-B，其在人体中普遍表达。在这项研究中，使用生物信息学工具来确定ANK2是否可以用作BC的诊断和预后生物标志物。使用ONCOMINE、UALCAN、GEPIA2和GENT 2分析ANK2表达。来自这些服务器的数据显示ANK2在BC中的表达相对于正常组织中的表达下调。此外，根据bc-GenEX Minerv4.5服务器的数据，在雌激素受体阴性、人表皮生长因子受体2阳性、阳性淋巴结状态、基底样肿瘤和三阴性乳腺癌等情况下发现ANK 2表达下调。对从cBioPortal数据库检索的18项BC研究的分析显示，ANK 2基因序列中具有0.46%-5.09%拷贝数改变的错义突变此外，AKaplan-Meier检验显示ANK 2表达下调与BC患者生存率降低呈正相关。此外，如ONCOMINE、UCSC Xena和GEPIA 2工具所示，肿瘤抑制因子chordin-like 1与ANK 2高度共表达。信号通路和基因使用Enrichr平台鉴定ANK2及其共表达基因的本体。目前的研究结果表明，ANK2可以作为一个生物标志物的诊断，预后和治疗目的在BC。1. 介绍癌症是各种病症的广义术语，其特征在于具有渗透和破坏正常人体组织能力的异常细胞的不可控制的分裂。在缺血性心脏病之后，世界可能成为2060年的头号死因（1863万人死亡）[1]。在所有类型的癌症中，乳腺癌（BC）是女性癌症相关死亡的第二大原因[1]。ApproXiPhone42018年全球诊断出209万例新的BC病例[1]，到2050年，这一发病率将达到每年约320万例新病例[2]。美国癌症协会预测，在美国，每8名女性中就有1名在其一生中被诊断患有BC，每39名女性中就有1名在2020年死于BC[3]。几种治疗方法广泛应用于用于治疗BC，包括外科手术、放射治疗、化疗、化学保护、癌基因失活、靶基因治疗、靶细胞死亡、免疫调节和病毒介导的溶瘤[4]。尽管如此，BC的转移仍然是影响许多患者的主要健康问题[5]。更糟糕的是，90%的治疗失败是由于获得性耐药或多药耐药[6]。同时，早期发现、早期诊断以及治疗和姑息治疗的重大改进提高了BC患者的生存率[7]。根据世界卫生组织，通过早期检测改善BC结果和生存率仍然是BC法规的基础[8]。BC诊断的分期与预后高度相关，即，晚期诊断与较差的生存率相关。因此，生物标志物的鉴定是用于早期BC诊断的有希望的方法。缩写：ANK 2，锚蛋白2; BC，乳腺癌; BMP，骨形态发生蛋白; BMPR，骨形态发生蛋白受体; CHRDL 1，脊索样1; CNA，拷贝数改变; DEG，差异表达基因;DMFS，无远处转移生存期; ER，雌激素受体; HER 2，人表皮生长因子受体2; OS，总生存期; PPS，进展后生存期; PR，孕酮受体; RFS，无复发生存期; TNBC，三阴性乳腺癌。* 通讯作者。Mawlana Bhashani科技大学生物化学和分子生物学系，Tangail-1902，孟加拉国。电子邮件地址：sikderma@mbstu.ac.bd（马里兰州）Sikder）。https://doi.org/10.1016/j.imu.2021.100663接收日期：2021年3月17日;接收日期：2021年7月5日;接受日期：2021年7月5日2021年7月7日在线发布2352-9148/© 2021作者。出版社：Elsevier Ltd这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表医学信息学期刊主页：www.elsevier.com/locate/imu医学博士 Mogal等人医学信息学解锁25（2021）1006632BC是一种异质性疾病，其中参与特定细胞功能的几个基因或基因产物同时被破坏[9]。此外，已经报道了导致BC细胞中异常细胞功能的几种遗传改变[10，11]。 BC中的基因表达谱及其与正常组织中的基因表达谱的比较提供了阐明致癌机制的有用信息[12]。作为靶点的可能生物标志物用于癌症治疗的基因是差异表达基因（DEG），其反映了影响患者预后的癌症特征。因此，与BC患者预后相关的DEG可用作早期检测和更有效治疗的生物标志物[ 13-15 ]。ANK 2编码锚蛋白-B蛋白，这是一种在体内广泛表达的结构性膜衔接蛋白它在细胞运动、活化、增殖、接触和维持特异性膜结构域中发挥作用[16]。在结直肠癌[17]和甲状腺癌[17]中发现ANK2 mRNA表达下调类似地，一项旨在鉴定BC中核心基因的研究表明，ANK2的表达与其他基因一起下调[18]。此外，委员会认为，最近的研究发现ANK2超甲基化与人类的BC相关[19]。在这方面，ANK2可能参与BC进展。尽管如此，ANK2在BC中的特征以及可能的分子机制还有待研究。本研究旨在使用从在线数据库检索的数据集比较BC患者和正常个体中ANK2的表达模式此外，临床病理学特征，突变特征，共表达，预后价值，基因本体，和信号通路进行了评估。数据共同证实ANK2是BC诊断，预后和药物研究的潜在生物标志物。图1显示了本研究的总体工作流程。2. 材料和方法2.1. ANK2 mRNA在肿瘤利用一些在线生物信息学工具，即ONCOMINE，图1.一、本研 究 总体工作流程示 意 图 。医学博士 Mogal等人医学信息学解锁25（2021）1006633==+https://www.oncomine.org/resource/login.html）、UALCAN（http：//www.example.com）和GENT2（ http://gent2.appex.kr/gent2/ ） 。 alcan.path.uab.edu/ONCOMINE是一个基于网络的平台，用于检查与癌症进展相关的基因的多组学表达[20，21]。ULCAN是一个可公开访问的数据库，可以使用癌症基因组图谱（TCGA）数据集探索DEG [22]，GENT 2是一个方便的搜索平台，可用于基因表达数据集上的公开可用基因在正常和肿瘤组织中的表达模式[23]。对于ONCOMINE，p值、基因秩和倍数变化的阈值分别设定为1× 10- 4、10%和22.2. ANK2在BC和正常组织中的表达利用来自ONCOMINE的不同数据集来分析ANK2在不同类型的BC和正常组织中的mRNA表达使用来自UCSC Xena工具（enabrowser.net/）[32，33 从UCSC Xena获得相关性数据后，使用ggplot2（用于数据可视化的R软件包）绘制散点图[34]。此外，GEPIA2网络工具用于检索ANK2和CHRDL1的相关性数据。2.7.共表达基因从Enrichr（https://maayanlab.cloud/Enrichr/）检索共表达基因和ANK2的信号传导途径和基因本体。Enrichr是一个易于使用的直观富集分析基于Web的应用程序，它提供了基因列表集体功能的不同形式的可视化摘要[35，36]。信号通路基因表达谱交互分析2（GEPIA 2;基于KEGG 2019 Human，BioCarta 2016和Wikipath进行分析http://gepia2.cancer-pku.cn/#index ） [24] 和 UALCAN 也 用 于 研 究ANK2在正常和乳腺肿瘤中的表达状态2.3. 与ANK2表达相关的临床病理参数分析使用UALCAN网络工具中可用不同的临床参数，如样本类型，癌症阶段，种族，年龄，癌症亚类，和淋巴结状态，与正常条件下进行 了 分 析 。 此 外 ， 通 过 bc-GenE x Miner v4.5 （ http ： //bcgwww.example.com）测定ANK 2在激素受体、组织学亚型和淋巴结状态 中 的 mRNA 表 达 enex.centregauducheau.fr/BC-GEM/GEM-Accueil.php? js 1），这是一个统计挖掘工具公布的注释BC转录组数据[25，26]。2.4. ANK2中突变和拷贝数改变（CNA）的确定我们利用cBioPortal（https://www.cbioportal.org/）了解BC中ANK2基因序列的突变模式和CNAcBioPortal是一个开放的在线资源，用于交互式探索多维癌症基因组数据集，允许分析癌症研究中的复杂基因组数据[27，28]。此外，BC的体细胞突变数据是从癌症体细胞突变目录（COSMIC;https://cancer.sanger.ac.uk/cosmic）中挑选这是世界上最大的专业和手工策划的资源，与人类癌症相关的体细胞突变信息[29]。2.5. ANK2表达与乳腺癌患者生存的相关性研究通过Kaplan-Meier检验（http：//www.example.com）确定BC患者 的 生 存 概 率 与 ANK2 基 因 表 达 之 间 的 相 关 性kmplot.com/analysis/index.php? p背景），用于生存生物标志物荟萃分析的网络工具[30，31]。在这里，我们分析了BC患者的生存概率与ANK 2表达的关系根据总生存期（OS）、无远处转移生存期（DMFS）、无复发生存期（RFS）和进展后生存期（PPS）评估生存概率。此外，患者被分为2019年人类基于GO生物过程2018、GO分子过程2018和GO细胞过程2018确定基因本体。认为p 0.05具有显著性。<3. 结果3.1. 癌症中ANK2的转录表达水平（mRNA）来自ONCOMINE的数据显示，ANK2在膀胱、乳腺、结肠、头部、肾脏、卵巢以及肉瘤中下调。相比之下，ANK2在食管癌、白血病、肝癌和淋巴瘤中上调。值得注意的是，在这方面，ANK2在BC中高度下调（图2A，C）。来自ULCAN数据库的结果显示，ANK2在21种不同形式的癌症中下调，而在两种癌症类型中上调（图2）。 2 B）。3.2. ANK2在BC和正常组织中的表达与其在正常组织中的表达相比，ANK 2在多变体BC中显著下调，所述多变体BC包括浸润性乳腺癌、浸润性导管乳腺癌、乳腺癌、髓样乳腺癌、粘液性乳腺癌、混合性小叶和导管乳腺癌、导管内筛状乳腺腺癌和男性乳腺癌（图3A-O）。使用GEPIA2和UALCAN平台进行额外的任务以确认ANK2下调结果表明，ANK2在乳腺癌组织中的表达相对于在正常组织中的表达显著下调（图1B）。 3 P，Q）。3.3. 与ANK2表达相关的临床病理参数分析利用UALCAN评估基于临床病理特征的人BC中的ANK2表达。ANK2表达降低无论样品类型、癌症分期（1- 4期）、种族（高加索人、非裔美国人和亚洲人）、年龄（21-40、41-60、61-80和81-100）、癌症亚类（管腔、HER 2 ，三重否定），和节点元-tasis状态（否、N1、N2和N3）（表1）。显著差异ANK2在多种状态下的表达，包括受体状态、淋巴结状态、基底样状态和三阴性乳腺癌（TNBC）状态，中位数，并且无论BC亚型如何都进行分析。一是 确定 使用 的 bc-GenEX Miner v4.5 平台 ANK2认为p 0.05具有显著性。<2.6. ANK2在BC基因共表达 提供了有助于识别 功能相关基因的信息 。从通过ONCOMINE检索的Ivshina乳腺数据集研究BC中ANK2的共表达谱。Chordin-like 1（CHRDL 1）基因与ANK 2基因显著共表达。为了确认，TCGA（BRCA）相对于其在ER+、HER 2-、阴性淋巴结状态、非基底样和非TNBC中的表达，在ER -、HER 2+、阳性淋巴结状态、基底样和TNBC中的表达下调（图4A-F）。孕激素受体状态无显著差异（图1）。 4 G）。3.4. 突变和CNA使用cBioPortal平台分析ANK2中的突变和CNA。共103个突变（88个错义突变，8个截短突变），医学博士 Mogal等人医学信息学解锁25（2021）1006634图二. ANK2 mRNA在不同类型癌症中的表达(A)该图基于从ONCOMINE数据库检索的数据构建;它表示具有统计学显著性（p <0.01）mRNA过表达（红色）或ANK 2下调（蓝色）的数据集数量。<(B)各种TCGA癌症数据中的ANK 2表达;肿瘤（红色）和正常（蓝色）样品由BOX图表示。(C)ANK2在不同癌症中的表达模式通过使用GENT 2服务器，其中蓝色代表健康细胞，红色代表癌细胞。(For对本图中颜色图例的解释，读者可参考本文的网络版医学博士 Mogal等人医学信息学解锁25（2021）1006635图三. ANK2在BC和正常组织中表达的比较。（A-O）BOX图比较了正常（左）和不同类型BC（右）中的ANK 2表达;这些BOX图从ONCOMINE数据库中检索。(P)方框图显示了正常组织（右）和BC（左）中的ANK2表达（* 表示p ≤0.05）。(Q)基于从UALCAN获得的TCGA数据集的ANK2表达，其中红色代表原发性肿瘤，蓝色代表正常组织。(For对本图中颜色图例的解释，读者可参考本文的网络版医学博士 Mogal等人医学信息学解锁25（2021）1006636图三. （续）。突变和7个剪接突变），其中50个重复突变（图5A）。根据不同的研究构建了一个条形图（图5B），基因改变的频率很高（5.09%）BRCA（CIMM 2016）和乳腺低（0.46%）（METABRIC 2016）。在BC中，ANK2中的浅缺失是主要的（图5C）。 通过利用COSMIC数据库，我们发现，医学博士 Mogal等人医学信息学解锁25（2021）1006637=表1ANK2表达与BC临床参数的相关性临床参数样本量mRNA表达p值样品类型正常114起来原发性肿瘤1097向下1 E-12个体癌症分期正常阶段1114起来阶段2183下来1.624E-12阶段3615下来<1E-12阶段4247下来<1E-1220下来4.092E-13患者正常114起来高加索748下来1.62E-12非洲裔179下来1.624E-12亚洲61下来<1E-12患者正常21–40114起来41–6097向下1 E-1261–80505向下1 E-1281–100431下跌1.624E-1254向下1 E-12癌症亚类正常114向上管腔566向下1 E-12HER 2+37下降1 E-12三重负116下跌1.624E-12淋巴结转移状态正常第114章上N1516下来<1E-12N2362下来1.62E-12N3120下来1.62E-1277下来<1E-12与其他突变类型相比，突变频率较高（18.73%）。图5D显示了基于来自COSMIC的数据的ANK2中3.5. ANK2表达与乳腺癌患者生存的相关性研究应用ANK2的低表达导致低的存活概率。基于OS（图6A）、DMFS（图6B）、RFS（图6C）和PPS（图6D）观察到显著相关性（p

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