尿苷二磷酸-葡萄糖6-脱氢酶在胰腺癌组织中表达及其意义的生物信息学分析

背景与目的:尿苷二磷酸-葡萄糖6-脱氢酶(UGDH)是一种将UDP-葡萄糖转化为UDP-葡萄糖醛酸的代谢酶,通过参与糖胺聚糖在肿瘤组织中的生物合成来影响肿瘤的侵袭能力和耐药性。多项研究表明UGDH基因参与多种癌症的发生与发展,然而,目前尚无胰腺癌中关于UGDH基因的研究,因此本研究应用生物信息学方法研究UGDH在胰腺癌中的表达及其意义。方法:基于Oncomine数据库分析4个数据集中胰腺癌组织中UGDH基因的差异表达;对TCGA中胰腺癌基因表达谱和生存数据进行生存分析。基于UALCAN数据库,分析TCGA中胰腺癌UGDH基因与其他基因的表达相关性,使用Pearson系数法,获得其明显正相关与负相关的基因,分别进行GO与KEGG通路富集分析。基于HGNC数据库提供的人类所有基因的注释,提取胰腺癌中所有mRNA的表达谱,利用GSEA分析软件,进行UGDH基因在胰腺癌中的基因基富集分析;利用GeneMANIA对UGDH基因进行单基因PPI网络分析,并进一步对网络中出现的基因用Metascape进行功能富集分析,用Cytoscape的MCODE插件对网络进行关键子网络分析。结果:UGDH基因在胰腺癌组织中的表达明显上调;UGDH低表达患者较UGDH高表患者总生存率升高、生存期更长(均P<0.05)。GO富集分析发现,UGDH及其共表达基因富集于内膜系统、RNA定位、蛋白酶体蛋白分解代谢过程、核质转运、核酸运输等与癌症相关生物学过程;KEGG通路富集分析显示,差异基因显著富集于内质网蛋白加工、自噬、泛素介导的蛋白水解、蛋白质输出、剪接体、RNA转运、mRNA监测通路、病毒致癌作用、长期抑制作用、结直肠癌、N-聚糖的生物合成、胰腺癌通路、鞘脂信号通路、癌症中的蛋白聚糖、肾细胞癌、人类巨细胞病毒感染、乙肝等癌症相关通路。GSEA分析富集于泛素介导的蛋白水解作用、氨基糖和核苷酸糖代谢、氨酰生物合成、卵母细胞减数分裂、肾细胞癌、基础转录因子、鞘脂类代谢、ErbB信号通路、黏附连接、慢性粒细胞白血病、RIG-I样受体信号传导通路、促性腺激素释放激素信号通路、胰岛素信号通路、子宫内膜癌、神经胶质瘤、神经营养蛋白信号通路、内吞作用、MAPK信号通路、胰腺癌等癌症相关通路。PPI预测及关键子网络分析显示,HGS、UBE2V1、MAT2A、SUMO1在互作网络中有重要作用。结论:UGDH基因在胰腺癌组织中表达上调,且与胰腺癌发生发展及预后密切相关,本研究结果可能为今后胰腺癌发病机制及分子靶向治疗的研究提供重要线索和依据。

Bioinformatics analysis of expression of UDP-glucose 6-dehydrogenase in pancreatic cancer and its significance