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研究背景:胶质瘤是颅内最常见的恶性肿瘤,有很高的复发率和致死率,根据世界卫生组织(WHO)肿瘤分级,胶质瘤分为I-IV级,胶质母细胞瘤(GBM,IV级)具有更高的增殖、侵袭和血管形成的能力,中位生存期不超过15个月。随着生物医药的发展,胶质瘤的一些生物标志物和分子分型已经建立,然而,有效且可靠地预示胶质瘤患者预后并指导治疗的生物标志物少之又少。因此,寻找新的更加有效的胶质瘤生物治疗靶点具有重要意义。外被体蛋白复合物β亚基(coatmoter protein complex subunitβ,COPB2)是外被体蛋白复合物7个亚基之一,在高尔基体和内质网间的蛋白质和脂质膜泡转运中发挥关键作用。研究表明COPB2在乳腺癌、前列腺癌、肺腺癌等多种癌症的发生发展中扮演重要角色,但是在胶质瘤中尚未见报道。本课题组利用生物信息方法,充分挖掘和分析人类肿瘤数据库数据,初步揭示COPB2与胶质瘤之间的密切联系,为进一步了解COPB2在胶质瘤中扮演的角色提供思路。第一部分COPB2在胶质瘤中的表达及预后价值目的利用生物信息学方法分析在不同数据库中,人COPB2基因在胶质瘤中的表达情况,并进一步研究COPB2与TCGA数据库中胶质瘤病人的临床特征相关性及预后价值。方法在Oncomine人类肿瘤数据库中,利用生物信息学在线工具分析COPB2在不同肿瘤类型中的表达水平,在TCGA、GEO数据库中进一步分析COPB2在胶质瘤中的表达水平。下载TCGA数据库中胶质瘤病人的临床特征资料,通过Perl和R语言,采用Mann-Whitney U检验方法比较胶质瘤患者不同临床特征分组间的COPB2表达水平差异,并用箱式图表示。采用单因素Logistic回归分析COPB2表达与胶质瘤患者年龄、肿瘤级别、肿瘤类型、KPS评分、肿瘤负荷状态、生存状态、IDH1突变和癌症家族史的关联性。用Kaplan–Meier曲线分析COPB2表达高低与胶质瘤患者总生存时间长短的关系。用单因素和多因素COX风险回归分析找出影响生存时间的危险因素。结果在Oncomine数据库中,COPB2在膀胱癌、乳腺癌、中枢神经系统、食管癌、淋巴瘤、头颈部肿瘤、肺癌、肉瘤等肿瘤类型中高表达,但是在白血病中低表达。在脑胶质瘤中,TCGA、GEO数据库数据进一步分析验证COPB2为高表达。箱式图显示不同年龄、肿瘤级别、肿瘤类型、KPS评分、肿瘤负荷状态和生存状态的分组间COPB2的表达水平差异显著(P<0.05),但在不同IDH1突变状态和癌症家族史分组间没有显著差异。Kaplan–Meier生存分析证实高表达COPB2的患者生存率较低,预后较差。单因素Logistic回归分析中,根据患者临床特征进行分组,年龄大于等于52岁、已死亡、肿瘤级别更高、组织学分型为胶质母细胞瘤、荷瘤生存、KPS评分小于80分的患者,其COPB2的表达水平更高。而患者性别、IDH1突变状态、种族、癌症家族史与COPB2的表达水平无关。单因素cox风险模型分析结果提示:患者年龄、肿瘤级别、组织学分型、KPS评分、荷瘤生存状态和COPB2的表达水平均具有统计学意义,进一步多因素cox风险模型分析,结果提示患者荷瘤生存和COPB2为高表达是脑胶质瘤患者独立的预后危险因子(P<0.001,P=0.006)。结论首次发现COPB2在脑胶质瘤中过表达,与胶质瘤患者的生存情况和相关临床因素相关。COPB2过表达可作为胶质瘤患者一个独立的高风险预后因子。第二部分COPB2与胶质瘤免疫微环境的关联性的初步探讨目的预测COPB2在胶质瘤中参与的信号通路,探究COPB2在胶质瘤发生发展中的作用。方法根据COPB2的表达水平将TCGA数据库中胶质瘤病人分为高低表达两组,使用基因集富集分析(GSEA)进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析,寻找COPB2在胶质瘤发生发展中的作用机制。用热图展示COPB2的表达与7个炎症相关基因集(HCK,LCK,interferon,STAT1,MHC I,MHC II和Ig G)的表达举证关系,通过基因集变异分析(GSVA)将基因的表达量矩阵转化成基因集的表达量矩阵,通过R语言绘制相关图进一步验证COPB2的表达与7个基因集的相关性。用典型相关分析法分析COPB2的表达与6种常见的胶质瘤微环境浸润免疫细胞(中心粒细胞、肿瘤相关巨噬细胞、髓源性抑制细胞、自然杀伤细胞、CD8+T细胞和调节性T细胞)的相关性。结果GSEA信号通路富集分析结果示:COPB2高表达与B细胞受体、T细胞受体、自然杀伤细胞介导的细胞毒性作用、抗原处理和提呈作用、FcγR介导的吞噬作用、细胞因子与细胞因子受体相互作用、白细胞经内皮细胞迁移和其他的癌症通路相关。热图显示COPB2的表达与HCK,LCK,interferon,STAT1,MHC I和MHC II基因集中的大部分基因正相关,但是与Ig G基因集负相关。基于基因集变异分析(GSVA)的相关图进一步验证了上述结果。典型相关分析法分析得出COPB2的表达与6种常见的胶质瘤微环境免疫细胞浸润均为正相关。结论COPB2参与了胶质瘤微环境中的免疫相关通路,与炎症反应和免疫细胞浸润具有密切的联系。