基于基底膜相关基因构建胃癌预后模型的方法技术

本发明专利技术属于生物学技术领域，具体的说是基于基底膜相关基因构建胃癌预后模型的方法，该方法步骤如下所示：S1：数据获取；S2：筛选差异表达mRNA；S3：功能富集分析；S4：建立和评估基于BMRGs的风险评分；S5：基因集富集分析(GSEA)；S6：免疫浸润分析；S7：潜在的药物预测和药物敏感性分析；S8：统计学分析；基于TCGA数据和生物信息学技术，建立BMRGs的风险评分模型，结合临床病理数据，探讨其预后功能、可能的分子机制和相应的肿瘤微环境，预测潜在的靶点药物，为胃癌的临床决策提供理论支持。为胃癌的临床决策提供理论支持。为胃癌的临床决策提供理论支持。

【技术实现步骤摘要】
基于基底膜相关基因构建胃癌预后模型的方法


[0001]本专利技术属于生物学
，具体的说是基于基底膜相关基因构建胃癌预后模型的方法。

技术介绍

[0002]胃癌(GC)是一种常见的消化道恶性肿瘤，在全球新发癌症和癌症相关死亡人数中分别占第五位和第四位，发病率为5.6％，死亡率为7.7％。在2020年导致了近80万人死亡；随着社会经济水平和公众健康意识的提高，以及早期癌症筛查的发展，胃癌的发病率和死亡率较以前有所下降，但在亚洲国家仍是一种高发的威胁生命的疾病；由于该病的隐匿性，许多患者在初次诊断时都面临着令人遗憾的情况，这通常会导致生存机会大大减少；中国的一项研究表明，晚期胃癌患者预后更差，5年生存率仅为10.2％；因此，我们希望建立新的预测标志物，为GC的临床诊断和治疗服务。
[0003]基底膜是一种特殊的细胞外基质，围绕在大多数动物组织周围，呈薄层状结构，主要由层粘连蛋白、IV型胶原蛋白、巢蛋白和蛋白聚糖之间的结合相互作用组成，参与维持正常组织结构的完整性和调节细胞行为。基底膜相关基因(BMRGs)的突变和病理改变已被证实可导致一系列人类遗传性疾病，这些疾病也与哮喘、糖尿病肾病等人类常见病密切相关。BMRGs,如ADAM10和CD151，已被大量研究证明在一系列人类恶性肿瘤中调控异常并调节肿瘤进展。同时，BMRGs还参与调节免疫细胞行为，例如LAMA4促进T细胞迁移，LAMA5抑制T细胞迁移，提示BMRGs可能影响肿瘤免疫和相应的免疫治疗。
[0004]大量研究表明，多mRNA联合检测有望作为癌症患者可靠的生存预测指标，BMRGs在胃癌中的预后及其与免疫微环境的相关性尚未得到系统的研究，本研究基于TCGA数据和生物信息学技术，建立BMRGs的风险评分模型，结合临床病理数据，探讨其预后功能、可能的分子机制和相应的肿瘤微环境，预测潜在的靶点药物，为胃癌的临床决策提供理论支持；为此，本专利技术提供基于基底膜相关基因构建胃癌预后模型的方法。

技术实现思路

[0005]为了弥补现有技术的不足，解决
技术介绍
中所提出的至少一个技术问题。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的基于基底膜相关基因构建胃癌预后模型的方法，该方法步骤如下所示：
[0007]S1：数据获取；
[0008]S2：筛选差异表达mRNA；
[0009]S3：功能富集分析；
[0010]S4：建立和评估基于BMRGs的风险评分；
[0011]S5：基因集富集分析(GSEA)；
[0012]S6：免疫浸润分析；
[0013]S7：潜在的药物预测和药物敏感性分析；
[0014]S8：统计学分析。
[0015]优选的，所述S1中数据获取的具体方法如下所示：
[0016]从癌症基因组图谱(TCGA)数据库中下载75个肿瘤样本和32个正常GC患者样本的转录组数据，同时收集BMRGs，并从TCGA数据库的胃腺癌患者中提取相应的表达水平，并随机筛选50％用于验证。
[0017]优选的，所述S2中筛选差异表达mRNA的具体方法如下所示：
[0018]利用“edgeR”包用于鉴定胃腺癌和正常胃组织之间差异表达的BMRGs；同时使用|log2 fold change(logFC)|>1和错误发现率(FDR)<0.05作为筛选标准。
[0019]优选的，所述S3中功能富集分析的具体方法如下所示：
[0020]利用基于“clusterProfiler”包的基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)分析，探索了胃腺癌中差异显著的BMRGs的分子机制，其中GO包括生物过程(BP)、细胞组分(CC)和分子功能(MF)，筛选阈值为P<0.05。
[0021]优选的，所述S4中建立和评估基于BMRGs的风险评分的具体方法如下所示：
[0022]A1：通过收集具有生存时间和生存状态的胃腺癌样本，剔除生存时间为0的样本，与BMRGs结合，进行单因素Cox回归分析，筛选出有预后价值的BMRGs，并采用LASSO回归分析与“glmnet”包建立风险评分预后模型，公式如下：
[0023]Risk score＝∑βi*Xi
[0024]其中β表示LASSO回归系数，X变量表示预后BMRGs的表达水平；
[0025]A2：胃腺癌患者根据中位风险评分分为高风险组和低风险组，采用Kaplan
‑
Meier法评价两组疗效(P＜0.05)；
[0026]A3：“timeROC”包用于评估模型的预测性能，其中风险评分与包含生存时间、生存状况、性别、年龄、病理分期等信息的临床病理资料文件相结合，将其采用多变量Cox回归探讨胃腺癌各变量的独立预后价值，利用列线图将根据每个元素对结果变量的影响对其进行评分，然后将总分转换为结果事件的可能性，可以计算出每个结果事件的预测值，其中列线图通过“rms”包创建。
[0027]优选的，所述S5中基因集富集分析(GSEA)的具体方法如下所示：
[0028]在差异基因表达值的基础上，进一步探讨高、低危人群的潜在分子机制，其筛选阈值为FDR<0.05，同时利用“ggplot2”包用于显著富集的通路的可视化。
[0029]优选的，所述S6中免疫浸润分析的具体方法如下所示：
[0030]利用TIMER,CIBERSORT,CiberSOR
‑
ABS,QUANTISEQ,MCPcounter,EPIC和XCELL算法分析了两组不同免疫细胞的浸润情况，使用CIBERSORT对22个免疫细胞进行量化，同时比较了两个群体之间免疫检查点的差异，再使用Timer数据库的基因模块评估了6个关键BMRGs与6种免疫细胞之间的相关性，其相关系数(Cor)>0.3以及P<0.05。
[0031]优选的，所述S7中潜在的药物预测和药物敏感性分析的具体方法如下所示：
[0032]通过在线富集分析平台的DSigDB数据库预测靶基因相互作用，其中最大抑制浓度(IC50)反映了靶标药物对靶标的亲和力，值越低，亲和力越强，被用作药物抗肿瘤活性的指标；同时通过“pRRophetic”包计常用抗癌药物的IC50值，探讨药物对不同危险人群的敏感性。
[0033]优选的，所述S8中统计学分析的具体方法如下所示：
[0034]采用R软件进行统计分析和图像处理，采用Wilcox检验进行差异分析，采用log
‑
rank检验进行生存分析，以受试者工作特征下面积(AUROC)来检验模型的预测效能。
[0035]本专利技术的有益效果如下：
[0036]1.本专利技术所述的基于基底膜相关基因构建胃癌预后模型的方法，通过基于TCGA数据库的胃腺癌数据，构建了一个具有良好预测能力的BMRGs风险评分预后模型，该模型与肿瘤微环境显著相关，可用于胃腺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于基底膜相关基因构建胃癌预后模型的方法，其特征在于：该方法步骤如下所示：S1：数据获取；S2：筛选差异表达mRNA；S3：功能富集分析；S4：建立和评估基于BMRGs的风险评分；S5：基因集富集分析(GSEA)；S6：免疫浸润分析；S7：潜在的药物预测和药物敏感性分析；S8：统计学分析。2.根据权利要求1所述的基于基底膜相关基因构建胃癌预后模型的方法，其特征在于：所述S1中数据获取的具体方法如下所示：从癌症基因组图谱(TCGA)数据库中下载75个肿瘤样本和32个正常GC患者样本的转录组数据，同时收集BMRGs，并从TCGA数据库的胃腺癌患者中提取相应的表达水平，并随机筛选50％用于验证。3.根据权利要求2所述的基于基底膜相关基因构建胃癌预后模型的方法，其特征在于：所述S2中筛选差异表达mRNA的具体方法如下所示：利用“edgeR”包用于鉴定胃腺癌和正常胃组织之间差异表达的BMRGs；同时使用|log2 fold change(logFC)|>1和错误发现率(FDR)<0.05作为筛选标准。4.根据权利要求3所述的基于基底膜相关基因构建胃癌预后模型的方法，其特征在于：所述S3中功能富集分析的具体方法如下所示：利用基于“clusterProfiler”包的基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)分析，探索了胃腺癌中差异显著的BMRGs的分子机制，其中GO包括生物过程(BP)、细胞组分(CC)和分子功能(MF)，筛选阈值为P<0.05。5.根据权利要求4所述的基于基底膜相关基因构建胃癌预后模型的方法，其特征在于：所述S4中建立和评估基于BMRGs的风险评分的具体方法如下所示：A1：通过收集具有生存时间和生存状态的胃腺癌样本，剔除生存时间为0的样本，与BMRGs结合，进行单因素Cox回归分析，筛选出有预后价值的BMRGs，并采用LASSO回归分析与“glmnet”包建立风险评分预后模型，公式如下：Risk score＝∑βi*Xi其中β表示LASSO回归系数，X变量表示预后BMRGs的表达水平；A2：胃腺癌患者根据中位风险评分分为高风险组和低风险组，采用Kaplan
‑
Meier法评价两组疗效(P＜0.05)；A3：...

【专利技术属性】
技术研发人员：文尧，杨朝霞，
申请(专利权)人：重庆医科大学，
类型：发明
国别省市：