TCGA数据库挖掘-肾细胞癌相关biomiarker筛选案例解析

嫌色细胞癌属于肾细胞癌的一种,约占4-5%。利用公共数据库数据筛选此类癌症的相关biomarker进行有效的临床诊断和预后也是公共数据分析的一个方向。
嫌色细胞癌属于肾细胞癌的一种,约占4-5%。利用公共数据库数据筛选此类癌症的相关biomarker进行有效的临床诊断和预后也是公共数据分析的一个方向。这里就给大家介绍一篇文献:利用WGCNA鉴定嫌色细胞癌biomarker。

数据来源
从TCGA数据库下载嫌色细胞癌样品相关数据,共获取66/25个相关样品的表达谱数据,同时得到临床性状。同时利用GEO数据库下载数据(GSE15641)后期筛选和验证分析。

数据分析

1.数据处理与差异分析


从TCGA数据库获取的表达谱数据,利用R包“DEseq2”进行差异表达分析,进而筛选差异基因。最终以adj.P.value<0.05 ?& |log2FC| ≥0.585,获取了2215个差异基因(1748 up-regulated / 384 down-reguated)。GSE15641数据利用GEO2R进行差异分析,基于P.value<0.05 & |log2FC|>1 筛选到1794 个差异基因(884 up-regulated / 910 down-reguated),该部分筛选结果用于biomarker的相关验证。


2.加权基因共表达网络分析


TCGA数据筛选出的2215个差异基因参与WGCNA分析,power值选定5(R2>0.85),最终获得8个有效模块(加上grey为9,见下图A),结合临床性状分析结果表明Brown模块与pathologic_stage、survival_status等相关性更明显(见下图B)。

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其中Brown模块内GS与MM分析结果显示,该模块内的基因与pathologic_stage显着相关(见下图),并基于MM高于0.8,GS高于0.2 筛选出了39个基因进行后期分析。

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3.重要模块基因功能富集


针对Brown模块内的基因功能进行富集,从而判断这些差异基因在嫌色细胞癌中所起到的主要作用,GO富集结果显示,有丝分裂细胞周期转换、有丝分裂纺锤体组装、有丝分裂纺锤体组织,细胞周期的调节过程等相关功能显着富集;KEGG富集结果表明,细胞周期、卵母细胞减数分裂、孕酮介导的卵母细胞成熟等途径显着富集(见下图)。

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4.蛋白互作分析


为探索基因之间的蛋白互作关系,利用string数据库进行分析,最终基于brown模块所有基因获取了一个蛋白质互作网络,并借助Cytoscape软件中的MCODE软件,以k-core=2等阈值,筛选出其中关系最紧密的子网络,涉及了32个基因(下图),其中和基于模块和性状分析筛选的39个基因的重合有29个,该部分29个基因作为候选基因进一步验证。

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5.筛选与验证


29个候选基因,结合GSE15641筛选到的差异基因,属于共有的基因有4个,其中变化趋势一致的有三个:SKA1、ERCC6L、GTSE1,此三基因在癌症样本和正常样本表达和统计分析情况见下图(A:TCGA,B: GSE15641)。

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此外,进一步于GEPIA网站进行KM生存分析,最终结果显示SKA1、ERCC6L和总体生存时间更显着相关(见下图)。

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结论


作者利用TCGA和GEO数据库中两项数据进行了嫌色细胞biomarker基因的挖掘分析,并且利用了多个在线网站工具进行了功能和互作网络方面的验证,最终结合前人的研究和自己的验证分析发现了两个基因SKA1、ERCC6L对于嫌色细胞的临床预后可能具备重要作用。


参考文献:Yin, X. , Wang, J. , & Zhang, J. . (2018). Identification of biomarkers of chromophobe renal cell carcinoma by weighted gene co-expression network analysis.?Cancer Cell International,18(1).



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