基因在腫瘤中的突變情況

任務(wù): gfr和lkb1的突變情況,在nsclc里面峦树,包括tcga和ccle

一. 背景介紹:

EGFR是原癌基因c-erbB1的表達(dá)產(chǎn)物,是表皮生長(zhǎng)因子受體(HER)家族成員之一常熙。該家族包括HER1(erbB1喉磁,EGFR)、HER2(erbB2涕癣,NEU)哗蜈、HER3(erbB3)及HER4(erbB4)。HER家族在細(xì)胞生理過(guò)程中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用坠韩。
EGFR表達(dá)于正常上皮細(xì)胞表面距潘,而在一些腫瘤細(xì)胞中常過(guò)表達(dá),EGFR的過(guò)表達(dá)和腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移只搁、侵潤(rùn)音比、預(yù)后差有關(guān)。EGFR下游的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路主要有兩條:一條是Ras/ Raf/ MEK/ERK-MAPK 通路氢惋,而另一條是PI3K/Akt/mTOR通路洞翩。
EGFR突變:EGFR酪氨酸激酶區(qū)域的突變主要發(fā)生在18-21外顯子,其中19和21號(hào)外顯子突變覆蓋突變的 90%焰望。

LKB1(Liver kinase B1)基因或稱STK 11(Serine-Threonine Kinase 11骚亿,STK 11),定位于人染色體19p 13 .3的位置熊赖。含10個(gè)外顯子来屠,編碼蛋白LKB1由433個(gè)氨基酸組成, 分子量約50 kda,包括激酶區(qū)域(44~309 ) 震鹉,N 端調(diào)節(jié)域和C 端調(diào)節(jié)域的妖。N 端調(diào)節(jié)域含一個(gè)核定位序列, 使LKB1定位于細(xì)胞核中。LKB1 在人體多種組織中廣泛表達(dá)足陨。 以幼肝,睪丸娇未,小腸骨骼肌最多墨缘。
LKB1基因的胚系失活突變可導(dǎo)致癌癥易感病皮杰氏綜合征(Peutz-Jeghers syndrome, PJ S) , 該病患者多發(fā)錯(cuò)構(gòu)瘤息肉且患癌癥風(fēng)險(xiǎn)增加。LKB1基因的體細(xì)胞突變廣泛地存在于眾多類型的惡性腫瘤中, 如肺癌結(jié)腸癌和乳腺癌等, 因此,LKB1被普遍認(rèn)為是抑癌基因镊讼。LKB1基因的編碼產(chǎn)物L(fēng)KB1蛋白是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶, 調(diào)節(jié)多種細(xì)胞生理病理過(guò)程宽涌。
LKB1的直接底物包括AMPK(AMP-activated protein kinase)和十二種AMPK激酶。LKB1通過(guò)促進(jìn)AMPK α亞基上Thr172位點(diǎn)的磷酸化蝶棋,增強(qiáng)AMPK的磷酸化水平卸亮,從而使AMPK激活。

二. cBioPortal突變查詢

cBioPortal網(wǎng)站整合了126個(gè)腫瘤基因組研究的數(shù)據(jù)玩裙,包括TCGA和ICGC等大型的腫瘤研究項(xiàng)目兼贸,涵蓋了兩萬(wàn)八千例標(biāo)本的數(shù)據(jù),此外部分樣品還包括了臨床預(yù)后等表型的信息吃溅。cBioPortal的基因組數(shù)據(jù)類型包括體細(xì)胞突變溶诞,DNA copy-number alterations(CNAs),mRNA和miRNA表達(dá)决侈,DNA甲基化螺垢,蛋白質(zhì)富集,磷酸化蛋白富集赖歌。

  1. 首先登陸cBioPortal for Cancer Genomics官方網(wǎng)站http://www.cbioportal.org/枉圃,
圖1
  1. 現(xiàn)以EGFR和LKB1的在腫瘤中的突變情況例進(jìn)行檢索,界面的左上角有查詢界面和數(shù)據(jù)下載兩大功能庐冯,選擇TCGA Pancancer Atlas Studies和Cell lines孽亲;


    圖2
  2. 可同時(shí)輸入多個(gè)基因名稱,以空格隔開即可肄扎,系統(tǒng)會(huì)檢驗(yàn)?zāi)爿斎氲幕蛎Q是否正確或者數(shù)據(jù)是否存在這個(gè)基因的表達(dá)墨林,出現(xiàn)綠色標(biāo)簽“All gene symbols are valid”,說(shuō)明你輸入基因正確犯祠。此處我們選擇了突變和拷貝數(shù)變化旭等,填入需要查詢的數(shù)據(jù)集EGFR和LKB1,此處LKB1換成STK11衡载。


    圖3

4.查詢結(jié)果如下搔耕,基因在腫瘤病人中的基因改變類型的比例情況;提交后得到下圖結(jié)果:

圖4

放大顯示界面:
圖5

在Oncoprint標(biāo)簽頁(yè)里面痰娱,不同的圖例代表不同的突變類型弃榨,此外,還能把變異比對(duì)到具體的蛋白結(jié)構(gòu)域梨睁,并且配有蛋白三維結(jié)構(gòu)的圖(Mutations標(biāo)簽頁(yè))鲸睛。關(guān)鍵是可以調(diào)整顯示的方式和圖形的大小,最終還能導(dǎo)出不同格式的圖坡贺,滿足各位發(fā)表文章的需要官辈。網(wǎng)址
圖6

圖形解釋可以查看生信菜鳥團(tuán)使用可視化工具M(jìn)utationMapper來(lái)看看基因上面突變的分布
http://www.bio-info-trainee.com/category/cancer/page/2
CN Segements

圖7

EGFR在各種癌癥中的總結(jié):


圖8

單獨(dú)查詢?cè)贑CLE中的突變:


圖9

圖10

添加熱圖:


圖11

cBioPortal for Cancer Genomics: EGFR in Prostate (TCGA PanCan) and 31 other studies

生存分析

圖12

圖13

mRNA表達(dá)分析
圖14

在肺癌中的變化:
圖15

箱式圖


圖16

點(diǎn)開“co-expression”箱舞,可查看EGFR基因和其他相關(guān)基因的共表達(dá)分析情況,基于基因的表達(dá)量計(jì)算特定基因與其他每個(gè)基因的相關(guān)系數(shù)拳亿,相關(guān)系數(shù)越大證明兩者之間關(guān)系越密切(正數(shù)代表正相關(guān)晴股,負(fù)數(shù)代表負(fù)相關(guān)),越有可能是上下游作用關(guān)系肺魁,通過(guò)這個(gè)信息我們就能快速鎖定下游的相關(guān)分子和通路了电湘。選擇相應(yīng)的基因,右邊會(huì)出現(xiàn)表達(dá)正相圖:


圖17

EGFR調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和藥物反應(yīng)
對(duì)于調(diào)控網(wǎng)絡(luò)cBioPortal通過(guò)基因互作數(shù)據(jù)庫(kù)鹅经,例如PID寂呛、PANTHER、Reactome等數(shù)據(jù)庫(kù)尋找與候選基因相關(guān)聯(lián)的基因瞬雹,然后通過(guò)互作強(qiáng)弱分析構(gòu)建調(diào)控網(wǎng)絡(luò)昧谊。此外,利用DrugBank酗捌、KEGG Drugs和Cancer Cell Line Encylopedia等藥物反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)呢诬,針對(duì)相關(guān)的藥物靶向的基因進(jìn)行標(biāo)注,從調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的角度指導(dǎo)分子互作和藥物反應(yīng)實(shí)驗(yàn)胖缤。


圖18

三. 細(xì)胞突變基因研究CCLE(CancerCell Line Encyclopedia)

網(wǎng)址:https://portals.broadinstitute.org/ccle尚镰,里面包含了很多癌細(xì)胞系的基因表達(dá)和突變的信息,需要注冊(cè)賬號(hào)哪廓。

圖19

EGFR mRNA表達(dá)信息


圖20

EGFR 拷貝數(shù)變化


圖21

EGFR 突變信息


圖22

四狗唉、臨床樣本突變數(shù)據(jù)庫(kù)InternationalCancer Genome Consortium (ICGC)

網(wǎng)址:https://dcc.icgc.org/,在里面可以查詢自己想要查詢的基因在臨床樣本里的突變情況涡真。打開主頁(yè)分俯,可進(jìn)行快速搜索,也可以高級(jí)搜索哆料。

圖23

圖24

圖25

EGFR藥物:
圖26

EGFR突變結(jié)構(gòu):
圖27

圖28

ICGC Mutations圖:
圖29

五.其他數(shù)據(jù)庫(kù)COSMIC(Catalogueof Somatic Mutations in Cancer)

網(wǎng)址https://cancer.sanger.ac.uk/cell_lines缸剪,這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)細(xì)胞系沒(méi)有CCLE那么全,但功能比CCLE多东亦,不僅能查詢細(xì)胞杏节,還能查詢突變基因的一些其他相關(guān)信息。

圖30

在下面紅框內(nèi)選擇細(xì)胞類型典阵,例如A549.
圖31

EGFR的突變信息


圖32

參考資料:

  1. 使用可視化工具M(jìn)utationMapper來(lái)看看基因上面突變的分布
  2. 生信菜鳥團(tuán)TCGA知識(shí)http://www.bio-info-trainee.com/category/cancer/page/2
  3. 腫瘤里的基因突變數(shù)據(jù)庫(kù)奋渔,你知多少?http://www.sohu.com/a/253612170_652735
  4. 腫瘤基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)終結(jié)者:cBioPortal---轉(zhuǎn)載
  5. 功能超強(qiáng)大的免費(fèi)腫瘤數(shù)據(jù)庫(kù)—cBioPortal
    http://www.geneseed.com.cn/page464?article_id=413
  6. cBioportal中文教程https://cloud.tencent.com/developer/article/1332367
  7. 使用cBio Cancer Genomics Portal綜合分析癌癥基因和臨床資料https://www.howsci.com/integrative-analysis-of-complex-cancer-genomics-and-clinical-profiles-using-the-cbioportalal.html
  8. TCGA數(shù)據(jù)庫(kù)在線使用http://www.360doc.com/content/17/0827/13/33204118_682489684.shtml
  9. 下載cBioPortal中的文章相關(guān)數(shù)據(jù)http://www.bioinfo-scrounger.com/archives/660
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
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