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Frontiers in pharmacology20220101Vol.13issue()

大規模なトランスクリプトームデータの統合による汎癌診断と予後の潜在的なバイオマーカーの特定

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

癌は世界中の主要な死の原因の1つであり、人間の健康と社会に重大な負担をもたらします。堅牢な治療標的として使用できる正確ながん診断とバイオマーカーは、早期かつ効果的な治療を促進するため、非常に重要です。癌の間で共有された病因は、汎癌バイオマーカーの存在を示唆しており、そのパフォーマンスは、サンプルサイズの大きなサイズと研究された患者の不均一性の恩恵を受ける可能性があります。この研究では、9,213腫瘍の系統的RNA-SEQ研究を実施し、癌ゲノムアトラス(TCGA)データベースからの28個の固形腫瘍の723個のパラ癌組織サンプル、および遺伝子型組織発現(GTEX)からの7,008の正常組織サンプルを実施しました。データベース。微分遺伝子発現分析により、研究された腫瘍の80%以上でそれぞれ214のアップレギュレートおよび186のダウンレギュレートされた差次的に発現した遺伝子(deg)を特定し、それらから20の高度にリンクされた上方制御されたハブ遺伝子を得ました。これらのマーカーは、複数の腫瘍で同時に報告されることはめったにありません。さらに、0.894のAUCを持つ10のアップレギュレートされたハブ遺伝子を使用して、腫瘍とパラがんの組織を分類するために、パンキャンサー診断モデルを構築しました。生存分析により、これらのハブ遺伝子はがん患者の全生存と有意に関連していることが明らかになりました。さらに、さまざまな腫瘍におけるこれらのハブ遺伝子の薬物感受性予測により、汎癌を標的とするいくつかの広範囲な抗がん剤が得られました。さらに、腫瘍の変異負担(TMB)と免疫チェックポイント遺伝子(ICG)の発現に基づく癌の免疫療法感受性を予測し、腫瘍の治療の理論的根拠を提供しました。要約すると、複数のタイプの癌で差別的に発現したバイオマーカーのセットを特定しました。これらのバイオマーカーは、診断に使用され、治療標的として使用できます。

癌は世界中の主要な死の原因の1つであり、人間の健康と社会に重大な負担をもたらします。堅牢な治療標的として使用できる正確ながん診断とバイオマーカーは、早期かつ効果的な治療を促進するため、非常に重要です。癌の間で共有された病因は、汎癌バイオマーカーの存在を示唆しており、そのパフォーマンスは、サンプルサイズの大きなサイズと研究された患者の不均一性の恩恵を受ける可能性があります。この研究では、9,213腫瘍の系統的RNA-SEQ研究を実施し、癌ゲノムアトラス(TCGA)データベースからの28個の固形腫瘍の723個のパラ癌組織サンプル、および遺伝子型組織発現(GTEX)からの7,008の正常組織サンプルを実施しました。データベース。微分遺伝子発現分析により、研究された腫瘍の80%以上でそれぞれ214のアップレギュレートおよび186のダウンレギュレートされた差次的に発現した遺伝子(deg)を特定し、それらから20の高度にリンクされた上方制御されたハブ遺伝子を得ました。これらのマーカーは、複数の腫瘍で同時に報告されることはめったにありません。さらに、0.894のAUCを持つ10のアップレギュレートされたハブ遺伝子を使用して、腫瘍とパラがんの組織を分類するために、パンキャンサー診断モデルを構築しました。生存分析により、これらのハブ遺伝子はがん患者の全生存と有意に関連していることが明らかになりました。さらに、さまざまな腫瘍におけるこれらのハブ遺伝子の薬物感受性予測により、汎癌を標的とするいくつかの広範囲な抗がん剤が得られました。さらに、腫瘍の変異負担(TMB)と免疫チェックポイント遺伝子(ICG)の発現に基づく癌の免疫療法感受性を予測し、腫瘍の治療の理論的根拠を提供しました。要約すると、複数のタイプの癌で差別的に発現したバイオマーカーのセットを特定しました。これらのバイオマーカーは、診断に使用され、治療標的として使用できます。

Cancer is one of the leading causes of death worldwide, bringing a significant burden to human health and society. Accurate cancer diagnosis and biomarkers that can be used as robust therapeutic targets are of great importance as they facilitate early and effective therapies. Shared etiology among cancers suggests the existence of pan-cancer biomarkers, performance of which could benefit from the large sample size and the heterogeneity of the studied patients. In this study, we conducted a systematic RNA-seq study of 9,213 tumors and 723 para-cancerous tissue samples of 28 solid tumors from the Cancer Genome Atlas (TCGA) database, and 7,008 normal tissue samples from the Genotype-Tissue Expression (GTEx) database. By differential gene expression analysis, we identified 214 up-regulated and 186 downregulated differentially expressed genes (DEGs) in more than 80% of the studied tumors, respectively, and obtained 20 highly linked up- and downregulated hub genes from them. These markers have rarely been reported in multiple tumors simultaneously. We further constructed pan-cancer diagnostic models to classify tumors and para-cancerous tissues using 10 up-regulated hub genes with an AUC of 0.894. Survival analysis revealed that these hub genes were significantly associated with the overall survival of cancer patients. In addition, drug sensitivity predictions for these hub genes in a variety of tumors obtained several broad-spectrum anti-cancer drugs targeting pan-cancer. Furthermore, we predicted immunotherapy sensitivity for cancers based on tumor mutational burden (TMB) and the expression of immune checkpoint genes (ICGs), providing a theoretical basis for the treatment of tumors. In summary, we identified a set of biomarkers that were differentially expressed in multiple types of cancers, and these biomarkers can be potentially used for diagnosis and used as therapeutic targets.

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