Front Oncol. 2019; 9: 1054.
Published online 2019 Oct 18. doi: 10.3389/fonc.2019.01054
PMCID: PMC6813197
PMID: 31681590
Identification of Candidate Biomarkers and Analysis of Prognostic Values in Oral Squamous Cell Carcinoma
目的：口腔鱗狀細(xì)胞癌（OSCC）是最常見(jiàn)的口腔癌后频，由于對(duì)其疾病機(jī)制的了解有限驶乾，預(yù)后較差棒仍。本研究的目的是通過(guò)綜合生物信息學(xué)分析探索和鑒定 OSCC 中的潛在生物標(biāo)志物。
材料和方法：從癌癥基因組圖譜 (TCGA) 下載長(zhǎng)鏈非編碼 RNA (lncRNA)锰扶、微小 RNA (miRNA) 和信使 RNA (mRNA) 的表達(dá)譜，隨后通過(guò)生物信息學(xué)分析在 OSCC 中鑒定出差異表達(dá)的 RNA (DERNA)。使用基因本體論 (GO) 和京都基因和基因組百科全書(shū) (KEGG) 通路分析來(lái)分析 DERNA清酥。然后，在Cytoscape中構(gòu)建競(jìng)爭(zhēng)性?xún)?nèi)源RNA（ceRNA）網(wǎng)絡(luò)蕴侣，并在STRING數(shù)據(jù)庫(kù)中建立蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用（PPI）網(wǎng)絡(luò)焰轻。我們?cè)贒ElncRNAs的基礎(chǔ)上用Kaplan-Meier分析并結(jié)合logrank p檢驗(yàn)建立了預(yù)測(cè)OSCC總體生存的風(fēng)險(xiǎn)模型。此外昆雀，我們通過(guò)將單變量 Cox 回歸與總生存率相結(jié)合辱志，確定了潛在的生物標(biāo)志物，
結(jié)果：共發(fā)現(xiàn) 1,919 個(gè) DEmRNA狞膘、286 個(gè) DElncRNA 和 111 個(gè) DEmiRNA 在 OSCC 中失調(diào)揩懒。一個(gè)ceRNA網(wǎng)絡(luò)包括46個(gè)DElncRNAs、7個(gè)DEmiRNAs和10個(gè)DEmRNAs挽封，PPI網(wǎng)絡(luò)包括712個(gè)DEmRNAs已球，包括31個(gè)樞紐基因。此外辅愿，建立了7個(gè)lncRNAs風(fēng)險(xiǎn)模型智亮，并確定了4個(gè)基因（CMA1、GNA14渠缕、HCG22鸽素、HOTTIP）作為OSCC患者總生存期的生物標(biāo)志物。
結(jié)論：本研究成功構(gòu)建了在 OSCC 中起關(guān)鍵作用的 ceRNA 網(wǎng)絡(luò)和 PPI 網(wǎng)絡(luò)亦鳞。建立了預(yù)測(cè)預(yù)后的風(fēng)險(xiǎn)模型馍忽，揭示了 OSCC 患者總生存期的四種 DERNA，表明它們可能是腫瘤診斷和治療的潛在生物標(biāo)志物燕差。
關(guān)鍵詞：競(jìng)爭(zhēng)性?xún)?nèi)源 RNA遭笋，蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，長(zhǎng)鏈非編碼 RNA徒探，生物標(biāo)志物瓦呼，口腔鱗狀細(xì)胞癌
DEmRNA、DEmiRNA 和 DElncRNA 的鑒定
口腔鱗狀細(xì)胞癌 (OSCC) 中差異表達(dá)基因的分布（|log2FC| > 2.0 和調(diào)整后的P值 < 0.01）在 316 個(gè)腫瘤組織和 32 個(gè)正常組織之間测暗。熱圖中的升序歸一化表達(dá)水平從綠色變?yōu)榧t色央串。紅色表示基因上調(diào)磨澡，綠色表示下調(diào)，黑色表示正常表達(dá)质和。此外稳摄，每一列代表一個(gè)樣本，每一行代表一個(gè)差異表達(dá)的基因饲宿。熱圖繪制了 1919 個(gè) DEmRNA (A)厦酬、192 個(gè) DElncRNA (B)和 111 個(gè) DEmiRNA (C)。與熱圖類(lèi)似瘫想，紅色代表上調(diào)仗阅，綠色代表下調(diào)，黑色代表火山中的正常表達(dá)国夜。每個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)基因减噪。
DERNA 的 GO 和 KEGG 通路分析。(A)每個(gè) GO 類(lèi)別中富集的基因數(shù)量车吹。y 軸代表 GO 類(lèi)別旋廷，包括生物過(guò)程、細(xì)胞成分和分子功能礼搁，x 軸代表富集分?jǐn)?shù)。此外目尖，顏色代表p值馒吴。(B) GO 分析包含生物過(guò)程（BP，綠色）瑟曲、細(xì)胞成分（CC饮戳，藍(lán)色）和分子功能（MF，紫色）洞拨。y 軸代表目標(biāo)基因扯罐，x 軸代表生物過(guò)程。(C) DERNA 中最重要的通路烦衣。y 軸代表通路歹河，x 軸代表富集的基因數(shù)，顏色表示調(diào)整P值花吟。(四)KEGG 通路的 Netplot秸歧，表示不同通路中基因的平均富集情況。與節(jié)點(diǎn)相鄰的數(shù)字代表基因 ID衅澈。
基于 DEmRNA 的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò) (PPI) 的綜合評(píng)分 > 0.90键菱。(A)列出了 31 個(gè)擁抱基因，因?yàn)樵?PPI 網(wǎng)絡(luò)中度數(shù) >25今布。(B)加入 PPI 網(wǎng)絡(luò)的 DEmRNA 的模塊分析经备，使用標(biāo)準(zhǔn)切割拭抬。高度 = 0.8，最小尺寸 = 10侵蒙。相同顏色表示屬于同一個(gè)模塊造虎。在 Cytoscape (C-E)中可視化了 3 個(gè)模塊。節(jié)點(diǎn)之間的連接表示不同mRNA之間的潛在相互作用蘑志，紅色代表PPI網(wǎng)絡(luò)中的樞紐基因累奈。同時(shí)，在 DAVID 中對(duì) 3 個(gè)模塊進(jìn)行了 GO 和 KEGG 分析
CeRNA 網(wǎng)絡(luò)在 Cytoscape (A) 中可視化急但。黃色代表 miRNA 上調(diào)和紫色下調(diào)澎媒。紅色表示 lncRNA 上調(diào)和綠色下調(diào)。mazarine 表示 mRNA 上調(diào)和藍(lán)色下調(diào)波桩〗渑灰色邊緣表示 lncRNA-miRNA-mRNA 相互作用。(B) DEmiRNAs 的維恩圖可能靶向 DEmRNAs镐躲。
Cox回歸模型的建立與驗(yàn)證. (A)與 OSCC 總生存相關(guān)的基因的 LASSO 系數(shù)譜储玫。(B) 將偏似然偏差與 log(c) 作圖。垂直虛線(xiàn)表示具有最小誤差和最大 lambda 值的 lambda 值萤皂，其中偏差在最小值的一個(gè) SE 內(nèi)撒穷。(C)基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分模型的森林地圖。左側(cè)垂直虛線(xiàn)表示保護(hù)基因和右側(cè)風(fēng)險(xiǎn)基因裆熙。(D)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型概述端礼。y 軸代表百分比，x 軸代表 log2（風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分）入录。(E)基于生存時(shí)間和 log2（風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分）的散點(diǎn)圖蛤奥。紅色代表死亡，綠色代表生命僚稿。log2（風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分）越高凡桥，生存時(shí)間越短。（F） 納入風(fēng)險(xiǎn)模型熱圖中的差異表達(dá) lncRNA蚀同。
將 Kaplan-Meier 生存分析與單變量 Cox 回歸相結(jié)合缅刽，篩選 OSCC 患者的生物標(biāo)志物。三個(gè)保護(hù)基因 GNA14 (A)蠢络、CMA1 (B)和 HCG22 (C)以及風(fēng)險(xiǎn)基因 DKK1 (D)拷恨、HOXC6 (E)和 HOTTIP (F) 的Kaplan-Meier 生存曲線(xiàn)和 GEO 基因表達(dá)譜分別為與 OSCC 的總生存期相關(guān)。GNA14：G蛋白亞基α14谢肾；CMA1:糜酶 1; DKK1：dickkopf WNT信號(hào)通路抑制劑1腕侄；HOXC6：同源盒C6；熱點(diǎn)提示：HOXA 遠(yuǎn)端轉(zhuǎn)錄反義 RNA；HCG22:HLA 復(fù)合物組 22冕杠。
生物標(biāo)志物驗(yàn)證. 2 種 mRNA微姊、GNA14 (A)和 CMA1 (B)以及 2 種 lncRNA HCG22 (C)和 HOTTIP (D)在 5 個(gè) OSCC 細(xì)胞系和 49 對(duì)鄰近組織和腫瘤組織中的表達(dá)水平。HOK 用作控制分预。然后兢交，使用 Kaplan-Meier 分析以及 logrank p 來(lái)比較低表達(dá)組和高表達(dá)組的存活率。然而笼痹，DKK1 (E)和 HOXC6 (F) 的mRNA 水平在 OSCC 組織中沒(méi)有顯示出差異配喳。* p < 0.05；** p < 0.01凳干；*** p < 0.001晴裹；**** p < 0.0001。
