今天給大家?guī)淼氖?020年3月發(fā)表在Cancers (Basel)（IF=6.162）雜志上的文章“ Model-Based Integration Analysis Revealed Presence of Novel Prognostic miRNA Targets and Important Cancer Driver Genes in Triple-Negative  Breast Cancers ”,。在這篇文章作者首先分析了三陰型乳腺癌差異表達(dá)miRNA進(jìn)而分成三大類，隨后進(jìn)一步篩選出與預(yù)后相關(guān)的miRNA,，并構(gòu)建了與無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移生存相關(guān)的18-miRNA和與與總體生存相關(guān)的10-miRNA,。然后，作者還分析了三陰性乳腺癌的mRNA表達(dá)差異并分成兩大類,。最后,，作者結(jié)合mRNA與miRNA構(gòu)建miRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò)。

一.研究背景

三陰性乳腺癌（TNBC）是一種缺乏雌激素受體（Er）,、孕激素受體（Pr）和人表皮生長因子受體2（Her2）的異質(zhì)性癌癥,，占所有類型乳腺癌的15％，目前治療選擇有限,，分子預(yù)后靶標(biāo)不足

miRNA是一類非編碼小RNA,，在轉(zhuǎn)錄過程中降低mRNA的豐度和翻譯效率，其家族特征非常好,，但是只有少數(shù)已知的miRNA與功能性組織類型相關(guān),，近來有許多研究通過miRNA和mRNA的表達(dá)譜發(fā)現(xiàn)新的特異性miRNA標(biāo)記和候選轉(zhuǎn)錄因子

二.分析流程

三.結(jié)果解讀

1.在不同亞型的乳腺癌中miRNA表達(dá)有差異

• 對GSE40267數(shù)據(jù)集中142乳腺癌樣本分類成三陰型乳腺癌組、非三陰型乳腺癌組,、正常組織組,，進(jìn)而進(jìn)行差異分析，得到206個差異表達(dá)miRNA,，其中對比三陰型乳腺癌組與非三陰型乳腺癌組發(fā)現(xiàn)有172miRNA失調(diào)

• 圖1A：流程圖

• 圖1B：韋恩圖展示三陰型乳腺癌組,、非三陰型乳腺癌組、正常組織組中miRNA的區(qū)別,，在所有三組均有差異表達(dá)的miRNA為hsa-miR-154,、hsa-miR-145和hsamiR-93

• 圖1C：基于表達(dá)譜和樣品信息對172個miRNA進(jìn)行無監(jiān)督聚類將它們分成三組

• 第一組：53個TNBC下調(diào)miRNA,，其中兩倍變化基因有hsa-miR-92a、hsa-miR-19a ,、hsa-miR-17,、hsa-miR-20a、hsa-miR-20a,、hsa-miR-9,，使用KEGG通路分析，上述miRNA均通過靶基因（如：NRAS,，APC,，RUNX1，BCL2,，MAPK9,，CCND1，SMAD4,，HIF1A,，MYC，CDKN1A,，VEGFA,，PTEN，TGFBR2和JAK1）參與到重要的通路：癌癥通路,、結(jié)直腸通路、膀胱癌和TFG-beta信號通路

• 第二組：由TNBC的24個與3個上調(diào)miRNA組成,，其中hsa-mir-574-5p和hsa-mir-320c針對RAB18基因,、ABHD13、DKDG 和 FOX12,；miRNA hsa-mir-1290此前被用作乳腺癌預(yù)后指標(biāo),。

• 第三組：大多數(shù)為上調(diào)miRNA和5個低表達(dá)miRNA。5個低表達(dá)miRNA為活化調(diào)節(jié)碘化鈉共轉(zhuǎn)運蛋白（NIS）的表達(dá),；hsa-mir-127-3p的靶基因為癌基因BCL-6參與了乳腺癌細(xì)胞的生長抑制,、細(xì)胞凋亡和遷移；hsa-miR -654-3p調(diào)節(jié)前列腺癌的增殖,、凋亡,、遷移和侵襲；hsa-mir-342-3p 和 hsa-mir-342-5p參與BRCA1表達(dá)的調(diào)控,；mir-92-c家族成員調(diào)節(jié)β-catenin信號介導(dǎo)EMT通路

2.miRNA 與生存相關(guān)

• 對上面172個表達(dá)差異的miRNA通過單變量回歸分析得到28個與臨床相關(guān)的miRNA

• 其中,，hsa-miR-342-3p / 5p和hsa-miR-497和DMFS和OS顯著相關(guān)，而一個由18個miRNA組成的集合與DMFS顯著相關(guān),，一個由10個miRNA組成的集合與總體存活率顯著相關(guān)

• 表1：展示與無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移生存相關(guān)的miRNA,，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)上調(diào)miRNA與較好預(yù)后相關(guān),，而下調(diào)的miRNA有3個與較差預(yù)后相關(guān)，6個與較好預(yù)后相關(guān),，說明了miRNA對腫瘤的雙重作用

• 表2：展示與總體生存率相關(guān)的10個miRNA,，發(fā)現(xiàn)有7個miRNA的上調(diào)和3個miRNA的下調(diào)，且通過有7個保護(hù)性miRNA,，3個危險性miRNA

• 圖2A：將GSE40267數(shù)據(jù)集134 例乳腺癌患者以18miRNA表達(dá)綜合量化為高,、中、低風(fēng)險組,，發(fā)現(xiàn)高,、中風(fēng)險組無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移生存比低風(fēng)險組差

• 圖2B：將GSE40267數(shù)據(jù)集134例乳腺癌患者以10-miRNA表達(dá)綜合量化為高、中,、低風(fēng)險組,，發(fā)現(xiàn)低風(fēng)險組生存較好

3.mRNA在乳腺癌類型之間差異表達(dá)

• 對GSE16987數(shù)據(jù)集中的18個三陰性腫瘤樣本和131個非TNBC樣本進(jìn)行差異表達(dá)分析，得到在TNBC中顯著增加的386個基因,，并且通過無監(jiān)督聚類將386個mRNA分為兩組

• 第一個組：180個下調(diào)的mRNA,。有19個mRNA此前被作為受體陰性乳腺癌的相關(guān)的biomarker。在該簇中觀察到的典型通路是細(xì)胞周期蛋白和細(xì)胞周期調(diào)控,，細(xì)胞周期G1 / S檢查點,，神經(jīng)膠質(zhì)瘤，p53信號傳導(dǎo)途徑,，黑色素瘤和Wnt信號傳導(dǎo)途徑,，其中富含EGFR，CCNE1,、FZD9,、CDKN2A、SFRP1,、CDK6,、SERPINB5、FGF9,、 MMP7,、CALML5、TCF7L1,、SHC4和PRKX基因

• 第二個組：206個上調(diào)的mRNA,。代表基因為XBP1、SCGB2A2,、TFF3,，它們此前被證明與TNBC有關(guān)；而ESR1,、GATA3,、AR,、CCDC170、MAPT,、PGR,、PIP為免疫球蛋白中的G結(jié)合蛋白；BMP4,、GSTM3,、GATA3、ESR1,、TFF1,、NPY1R和IGFBP2則參與雌激素刺激反應(yīng)。此外,，還有包括細(xì)胞外基質(zhì),、電壓門控通道活性、生長調(diào)節(jié),、細(xì)胞運動和抗凋亡調(diào)節(jié),、細(xì)胞粘附和細(xì)胞因子結(jié)合等生物學(xué)過程收到明顯影響。該簇的調(diào)控途徑還與MTA-3,，ERBB2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和其他致癌途通路的下調(diào)有關(guān)

4.預(yù)后miRNA,、預(yù)測靶標(biāo)和功能的聯(lián)系

• 作者構(gòu)建了miRNA-mRNA相互作用網(wǎng)絡(luò)，展示miRNA對對應(yīng)靶基因mRNA的抑制作用,。內(nèi)部軌道是16個miRNA,，其表達(dá)量使用GSE40267的數(shù)據(jù)，外部軌道是對差異表達(dá)基因集和5個數(shù)據(jù)庫的預(yù)測或驗證miRNA的靶基因集取交集的基因,，其表達(dá)量使用GSE16987的數(shù)據(jù),。綠色表示miRNA/mRNA表達(dá)下調(diào)，紅色表示則表示上調(diào),。

最后小結(jié)一下，在這篇文章作者首先分析了三陰型乳腺癌,、非三陰型乳腺癌,、正常組織中差異表達(dá)的miRNA進(jìn)而分成三大類，并注釋每一類中代表性miRNA的功能,。隨后進(jìn)一步篩選出與預(yù)后相關(guān)的miRNA,，并構(gòu)建了與無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移生存相關(guān)的18-miRNA和與總體生存相關(guān)的10-miRNA，進(jìn)而生存分析驗證,。然后,，作者還分析了三陰性乳腺癌的mRNA表達(dá)差異并分成兩大類。最后,，作者結(jié)合mRNA與miRNA構(gòu)建了miRNA-mRNA網(wǎng)絡(luò),。