RET/RAS/BRAF基因驱动甲状腺乳头状癌共表达关键基因的生物信息学分析

仇以利，陈一峰，杨金玲，张宏图

甲状腺乳头状癌(papillary thyroid carcinoma, PTC)是甲状腺最常见的恶性肿瘤，部分地区的发病率10年增长了近10倍[1]，胞外信号→RET/RAS/BRAF→MAPK转导通路是PTC最常见的致癌机制，RET/RAS/BRAF这三个分子事件间互相排斥。当前肿瘤分子演进机制探索已从单基因单通路发展到多基因多通路。本实验利用生物信息学方法分析RET/RAS/BRAF驱动PTC的共表达基因，从中寻找关键基因，旨在获得更多PTC发生、发展的相关分子标志物，为PTC的精准危险度分层进一步拓宽有关基因变异，有利于针对放射性碘难治性或手术不能切除的PTC患者靶向药物的研发、筛选及预期效果的评估。

1 材料与方法

1.1 数据集及样本收集在基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus database, GEO)的网站(www.ncbi.nlm.nih.gov)搜索“papillary thyroid carcinoma AND normal AND Homo sapiens”，根据目的选取数据集GSE58545，芯片源于GPL96[HG-U133A] Affymetrix Human Genome U133A Array，其包括正常甲状腺组织18例，PTC组织27例，后者包含BRAF基因突变者(BRAF+)18例、RET基因突变者(RET+)8例、RAS基因突变者(RAS+)1例。

1.2 差异表达基因筛选在GEO网站运用GEO2R对话框搜索所有样品后，设定分组，包括BRAF+对比正常甲状腺组织、RET+对比正常甲状腺组织、RAS+对比正常甲状腺组织三组，然后借助R及Limma包进行线上基因表达差异分析，导出所有结果。将2为底数取值差异倍数(fold change, FC)，以校正后的P值<0.01，|log2FC|≥2为标准筛选差异表达基因，把3组筛选所得基因名称导入Draw Venn Diagrams在线工具(http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/Venn/)，交集三组的共同表达基因。

1.3 基因本体(Gene Ontology, GO)功能分析和通路富集分析打开Metascape主页(http://metascape.org)，在对话框提交所筛选的交集基因，在物种选项栏中选择H.sapiens，点击custom analysis进行自定义分析，包含GO功能、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)信号通路、反应组学基因集(Reactome gene sets)和经典通路(Canonical Pathways)等富集分析，把Min Overlap、P Value Cutoff、Min Enrichment值分别设置为3、0.01、1.5，系统随之划分基因类别、构建网络。

1.4 Cytoscape软件和STRING网络分……