食管癌易感基因C20orf54的生物信息学分析

我国科学家发现了两个食管癌易感基因，由此形成的科研成果为食管癌高危人群预警和个体化防治开辟了新的研究方向。

这一食管癌全基因组关联分析研究成果，将于北京时间8月23日凌晨1时在国际学术期刊《自然—遗传学》上在线发表。

河南省新乡医学院癌症研究中心主任、特聘教授王立东领衔的由17个省市50家科研机构268位学者组成的科研团队，在人类的第10号和第20号染色体上首次发现了这两个易感基因，即PLCE1（磷脂酶Ce1）和C20orf54（核黄素转运基因），可以极大地提高高危人群的检出率。

王立东进一步向科技日报记者解释，肉类和蔬菜等膳食中所蕴含的核黄素，本来可以维护人类表皮的完整性，调控细胞的增生。

但是在食管癌患者中，由于环境和遗传等原因，导致一些基因的“大门”被关闭，核黄素从细胞外转入细胞内的渠道不通，致使一些患者虽然同样大量进食含核黄素的食物或药物，但不能有效地转入细胞内，也就无法起到治疗作用。

针对这一情况，王立东和他的研究团队设计了一个有利于基因表达的产物蛋白质，来抑制另外一个蛋白质的表达，并与它中和，这一过程可以借助胃镜下进行瘤体注射来完成。

这就是基因治疗。

王立东说，基因诊断更便捷，对于患者，检查成本也将十分低廉。

只需在人的身上抽一滴血，用事先设置在常规医疗设备磁珠上的食管癌易感基因进行检测，如果导致这些易感基因的颜色发生改变，就证明这个人很可能是食管癌易感者或高发者，其发病几率是正常人的50倍。

采用此法检验后，可用目前常用的食管镜、CT、320π等手段进一步确诊。

生物信息学中的癌症基因突变分析与预测每年，数百万人患上癌症，而癌症的治愈率却仍然有待提高。

随着技术的进步，生物信息学日益成为癌症研究的重要领域之一。

其中，癌症基因突变分析与预测是引人瞩目的研究方向之一。

本文将深入探讨生物信息学在癌症基因突变分析与预测中的应用，从目前的研究进展到未来的发展前景。

癌症是由基因突变引起的一类疾病。

生物信息学的发展为我们研究癌症基因突变提供了新的方法和途径。

首先，我们可以通过大规模测序技术对癌细胞基因组的突变进行鉴定。

全基因组测序和外显子组测序等方法可以揭示癌症基因组的全貌，并帮助鉴定关键的癌症突变基因。

例如，人类基因组计划（HGP）和癌症基因组图谱项目（TCGA）对多种肿瘤的基因组学进行了广泛的研究。

这些大规模的测序项目为癌症基因突变的鉴定奠定了基础。

然而，单纯的突变鉴定并不能揭示癌症基因突变的机制和功能。

在此基础上，生物信息学方法可以帮助我们对癌症基因突变进行深入的分析和解释。

例如，我们可以通过比对癌症突变数据与正常基因组数据库进行比对，鉴定癌症特异性突变。

此外，基于比对结果，我们可以进行突变的功能注释和通路分析，揭示癌症基因突变对细胞的影响和相关的生物学过程。

这些分析方法有助于我们理解癌症的发生机制，并为进一步的治疗研究提供了新的线索。

除了基因突变的分析外，生物信息学还可以用于癌症的预测和预后判断。

通过建立基于机器学习的预测模型，我们可以根据病人的基因组数据来预测其癌症的发生风险。

这些预测模型可以结合多种指标，如基因突变信息、基因表达谱和临床数据等。

通过这些模型，我们可以为高风险个体提供更早的干预和治疗，并有助于降低癌症的发病率和死亡率。

此外，生物信息学还可以用于癌症基因突变的预后判断。

通过分析癌细胞的基因突变信息和临床数据，我们可以建立预后模型来预测患者的生存或疾病进展情况。

这些模型可以为临床医生提供更准确的患者分类和治疗建议。

例如，在乳腺癌研究中，通过分析基因突变和转录组数据，研究人员可以将患者分为不同的分子亚型，并根据亚型的不同制定更有针对性的治疗方案。

食管鳞状细胞癌差异表达基因的生物信息学分析满　君１，张晓梅２，宋龙飞３Ｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｇｅｎｅｓｉｎｅｓｏｐｈａｇｅａｌｓｑｕａｍｏｕｓｃｅｌｌｃａｒ ｃｉｎｏｍａＭａｎＪｕｎ１，ＺｈａｎｇＸｉａｏｍｅｉ２，ＳｏｎｇＬｏｎｇｆｅｉ３１ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ；２ＤｏｎｇｆａｎｇＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００７８，Ｃｈｉｎａ；３ＡｆｆｉｌｉａｔｅｄＨｏｓｐｉｔａｌｏｆＷｅｉｆａｎｇＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＳｈａｎｄｏｎｇＷｅｉｆａｎｇ２６１０３１，Ｃｈｉｎａ．【Ａｂｓｔｒａｃｔ】　Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：Ｔｏｐｒｏｖｉｄｅｔａｒｇｅｔｓｆｏｒｔｈｅｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ，ｄｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｅｓｏｐｈａｇｅａｌｓｑｕａｍｏｕｓｃｅｌｌｃａｒｃｉｎｏｍａ（ＥＳＣＣ），ｗｅｅｘｃａｖａｔｅｄｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｇｅｎｅｓｏｆＥＳＣＣｂｙｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓ．Ｍｅｔｈｏｄｓ：ＷｅｄｏｗｎｌｏａｄｅｄｇｅｎｅｄａｔａｓｅｔｓＧＳＥ１００９４２ａｎｄＧＳＥ１７３５１ｆｒｏｍｔｈｅＧｅｎｅＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎＯｍｎｉｂｕｓ（ＧＥＯ）ｄａｔａｂａｓｅａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｇｅｎｅｓ（ＤＥＧｓ）ｂｙＧＥＯ２Ｒａｎａｌｙｓｉｓｔｏｏｌｓ．ＥｎｒｉｃｈｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆＧＯａｎｄＫＥＧＧｐａｔｈｗａｙｓｗａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＤＡＶＩＤｄａｔａｂａｓｅ．ＴｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｋｅｙｇｅｎｅｍｏｄｕｌｅｓｗｅｒｅｐｅｒｆｏｒｍｅｄｂｙＣｙｔｏｓｃａｐｅｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄＳＴＲＩＮＧｄａｔａｂａｓｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔａｒｇｅｔｇｅｎｅｓｗｅｒｅｅｘｃａｖａｔｅｄ．ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔａｒｇｅｔｇｅｎｅｓａｎｄＥＳＣＣｗａｓｆｕｒｔｈｅｒｃｏｎｆｉｒｍｅｄｂｙｃｌｉｎｉｃａｌｔｉｓｓｕｅｓａｍｐｌｅｓｆｒｏｍＯＮＣＯＭＩＮＥａｎｄＵＣＳＣｄａｔａｂａｓｅｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ：８０ＤＥＧｓｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅＤＥＧｓｗｅｒｅｍａｉｎｌｙｅｎｒｉｃｈｅｄｉｎｃｅｌｌｄｉｖｉｓｉｏｎ，ｃｏｌｌａｇｅｎｆｉｂｒｉｌｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，ｍｉｔｏｔｉｃｃｙｔｏｋｉｎｅｓｉｓ，ｓｐｉｎｄｌｅａｎｄｍｉｄｂｏｄｙ．Ａｔｏｔａｌｏｆ１１ｔａｒｇｅｔｇｅｎｅｓｗｅｒｅｅｘｃａｖａｔｅｄ．ＡｌｌｏｆｗｈｉｃｈｗｅｒｅｐｒｏｖｅｄｔｏｂｅｈｉｇｈｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｉｎｃｌｉｎｉｃａｌＥＳＣＣｔｉｓｓｕｅｓａｍｐｌｅｓ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｍ，ｔｈｅ７ｔａｒｇｅｔｇｅｎｅｓｏｆＮＵＳＡＰ１，ＫＩＦ２０Ａ，ＤＥＰＤＣ１，ＴＴＫ，ＣＣＮＢ１，ＮＣＡＰＧａｎｄＡＵＲＫＡｈａｖｅｎｏｔｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｉｎＥＳＣＣ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：ＳｅｖｅｎｎｅｗｔａｒｇｅｔｇｅｎｅｓｒｅｌａｔｅｄｔｏＥＳＣＣｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｂｉｏｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓｍａｙｂｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｔａｒｇｅｔｓｆｏｒｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎＥＳＣＣｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ，ｃｌｉｎｉｃａｌｄｉａｇｎｏｓｉｓａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｅｓｏｐｈａｇｅａｌｓｑｕａｍｏｕｓｃｅｌｌｃａｒｃｉｎｏｍａ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｇｅｎｅｓ，ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ，ＫＥＧＧａｎｄＧＯｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔａｎａｌｙｓｅｓ，ｔａｒｇｅｔｇｅｎｅｓＭｏｄｅｒｎＯｎｃｏｌｏｇｙ２０２０，２８（１２）：２０３１－２０３８【摘要】　目的：应用生物信息学方法挖掘食管鳞状细胞癌（ＥＳＣＣ）的相关基因，探讨其发病机制，为ＥＳＣＣ诊断和靶向治疗提供依据。

[课外阅读]我国科学家发现食管癌易感基因
国际顶级学术期刊《自然—遗传学》(《Nature Genetics》)将于8月23日发表由新乡医学院癌症研究中心主任王立东博士领衔的一项重大研究成果：首次发现两个食管癌易感基因——核黄素转运基因(C20orf54)和磷脂酶基因亚运型(PLCE1)。

食管癌是世界上最常见的六大恶性肿瘤之一，其死亡率仅次于胃癌居第二位。

全世界每年新诊断的食管癌患者约40万人，其中一半以上发生在中国。

据科学推测，食管癌有8个易感基因，而核黄素转运基因和磷脂酶基因亚运型是其中最为重要的两个。

王立东说，今后只要抽取人的一滴血，通过检测血液中是否含有这两种基因，就可判断此人是否属于食管癌发病的高危人群。

含有这两种基因的人比未含有的人患食管癌的风险高出50倍。

他还介绍，这种检测基因的板样一次可以检查1000个人，患者接受这种检测的成本很低，检查费用普通人都能承担得起。

此项研究由王立东博士领衔的食管癌科研攻关团队，与安徽医科大学张学军教授领衔的复杂疾病研究团队密切。

——文章来源网，仅供分享学习参考~ 1 ~。

人食道癌相关基因-4在天然免疫及炎症反应中的潜在功能龙丹丹，彭婉玲，周锐综述党喜同审校西南医科大学心血管医学研究所，医学电生理教育部重点实验室，四川省医学电生理重点实验室（泸州646000）【摘要】人食道癌相关基因-4（esophageal cancer related gene-4，ECRG4，又名C2ORF40）是一个特殊的肿瘤抑制基因。

生物信息学分析显示ECRG4基因在不同物种间高度保守，并且ECRG4在体内具有广泛的组织分布，提示其生理功能的多样性。

近年来的研究表明，ECRG4基因编码一种激素样前肽（Ecrg4）。

Ecrg4不仅仅具有传统的肿瘤抑制功能，而且参与多种生理及病理过程的调控，其中包括对炎症反应的调节，但Ecrg4调节炎症反应的具体作用机制尚不明确。

本文将对ECRG4的发现、分布、表达特点及肿瘤抑制作用进行概括，并重点讨论Ecrg4在天然免疫及炎症反应中的作用。

【关键词】人食道癌相关基因-4；肿瘤抑制因子；天然免疫反应；炎症反应【中图分类号】R363.2+1；R730.1文献标志码ADOI ：10.3969/j.issn.2096-3351.2022.01.015Potential function of human esophageal cancer-related gene-4in innate immunity and inflammatory responseLONG Dandan ，PENG Wanling ，ZHOU Rui reviewing DANG Xitong checkingKey Laboratory of Medical Electrophysiology of Ministry of Education ，Medical Electrophysiological Key Laboratory of Sichuan Prov ⁃ince ，Institute of Cardiovascular Research of Southwest Medical University ，Luzhou 646000，China【Abstract 】Human esophageal cancer related gene-4（ECRG4，also known as C2ORF40）is a special tumor suppressor gene.Bioinformatics analysis has shown that the ECRG4gene is highly conserved among different species ，and has a wide distribution in thebody tissues ，suggesting its diverse physiological functions.Recent studies have shown that the ECRG4gene encodes a hormone-like propeptide （Ecrg4），which not only suppresses tumors ，but also participates in the regulation of various physiological and pathological processes including inflammatory response.However ，the specific mechanism of Ecrg4in regulating inflammatory response is not welldefined.This article summarized the discovery ，distribution ，expression characteristics ，and tumor-suppressing effects of ECRG4，and discussed the role of Ecrg4in natural immunity and inflammatory response.【Key words 】Human esophageal cancer related gene-4（ECRG4）；Tumor suppressor ；Innate immune response ；Inflammatory re ⁃sponse基金项目：国家自然科学基金项目（81770336）第一作者简介：龙丹丹，硕士研究生。

第51卷第1期新礓医学Vol.51 No.l 2021 年1月XINJIANG MEDICAL JOURNAL January.2021•专题研究•基于生物信息学分析食管鳞癌差异基因和预后价值李疆芬，周众，张亚静(新疆医科大学附属中医医院，乌鲁木齐830000)摘要：目的鉴定食管鳞癌发生发展过程中的核心基因，寻找新的分子靶标。

方法GEO数据库筛选出食管鳞癌数据集GSE20347,GSE20344,GEO2R分析差异基因。

利用STRING和Cytoscape建立并修饰蛋白与蛋白相互作用网络，G O功 能和KEGG通路富集分析。

Cytohubba计算核心基因，TCGA数据验证核心基因的表达情况。

Kaplan Meier-plotter數据库用于核心基因的生存分析。

结果获得共同上调基因19个和下调基因39个。

其主要参与细胞外基质组织，定位于细胞外区域部分，功能为丝氨酸肽酶活性，涉及蛋白质消化吸收相关通路。

12个核心基因在TCGA数据集的表达基本一致。

CDH11,VCAN 和SPP1表达与食管鳞癌预后显著相关。

结论CDH11和VCAN的下调以及SP P1的过表达被确定为食管鱗癌不良预后因素，为食管鳞癌的诊断和预后提供了新的标志物。

关键词：生物信息学；食管鳞癌；差异基因；核心基因中图分类号:R735.1 文献标识码:A 文章编号：1001—5183(2021)01—07—06Analysis of diiTerential genes and prognostic value of esophageal squamous cell carcinoma based onbioinformaticsLI Jiangfen,ZHOU Zhong,ZHANG Yajing(Hospital of Traditional Chinese Medicine Affiliated to the Fourth Clinical Medical College of Xinjiang Medical University, Urumqi, 830000, China)Abstract: Objective To identify the hub genes in the development of esophageal squamous cell carcinoma and find new molecular targets. Methods Data sets GSE20347, GSE20344 and GE02R of esophageal squamous cell carcinoma were screened from geo database. The protein-protein interaction network was established and modified by STRING and Cytoscap>e, and the GO function and KEGG pathway enrichment were analyzed. Cytohubba was used to calculate core genes, and TCGA data was used to verify the expression of core genes. Kaplan Meier plotter database was used for survival analysis of core genes. Results 19 up—regulated genes and 39 down regulated genes were obtained. It is mainly involved in extracellular matrix tissue, located in the extracellular region, and its function is serine peptidase activity, involving in protein digestion and absorption related pathways. The expression of 12 core genes in TCGA data set was basically consistent. The expressions of CDH11, VCAN and SPP1 were significantly correlated with the prognosis of ESCC. Conclusions The down-regulation of CDH11 and VCAN and the overexpression of SPP1 are identified as poor prognostic factors of ESCC, which provide new markers for the diagnosis and prognosis of ESCC.Key words: Bioinformatics; Esophageal Squamous Cell Carcinoma; Differential Gene; Core Gene食管癌是最常见的消化道肿瘤之一，在世界范 围内食管癌的发病率位居第八位，死亡率位居第六 位W。

食管癌分子生物学的研究进展1 生长因子基因1.1 表皮生长因子受体EGFR：表皮生长因子受体EGFR是分子量170KD的跨膜酪氨酸激酶糖蛋白，由原癌基因erb-4编码而成，与其配体EGF或TGF-a 结合可激活受体本身的酪氨酸蛋白激酶活性，从而激活信号传导系统，刺激细胞生长增殖。

erbB-1（EGFR）、erbB-2(HER2)erbB-3和erbB-4共同构成表皮生长因子家族，它们都属于酪氨酸激酶受体。

临床上在多个食管鳞癌（ESCC）细胞系及ESCC肿瘤的标本中，都发现过EGFR的过表达。

C-erbB-2编码蛋白p185与细胞伪足结合，能加速细胞运动，从而促进癌细胞浸润与转移。

日本、美国和法国的研究资料表明，食管腺癌（EADC）EGFR基因扩增率较高（30.8%），并出现EGFR和C-erbB-2基因共扩增[1]，ESCC EGFR基因扩增率则为8%～30%，且C-erbB-2没有扩增。

由此，研究EGFR和C-erbB-2可能与食管癌的发生有关，且EGFR可能存在地区和种族差异性。

同时，通过对食管癌前病变的研究，发现EGFR蛋白过度表达在食管基底细胞过度增生和间变的发生率分别为39%和80%，而在正常食管黏膜上皮则未见该蛋白过度表达，因此提示EGFR与EC癌前病变的发生、发展密切相关。

1.2 血管内皮生长因子VEGF：在调节控制血管生长的过程中，血管内皮生长因子VEGF显得尤为重要。

实验室中对五个EC细胞系进行RT，PCR技术分析，发现其中有四个细胞系存在VEGF-C mRNA表达。

医学研究表明，约占20%～70%的EC有VEGF的表达，并且与肿瘤分明、静脉侵入、EC浸润深度、淋巴细胞浸润及淋巴结转移有相关。

2 细胞周期调节基因2.1 p53基因：p53是一种核转录因子，是定位于17p13.1上的肿瘤抑制基因，在机体环境受到和缺氧、DNA损伤或氧化还原紊乱等刺激时，它可以通过磷酸化和乙酰化作用被激活。

食管癌基因组学研究近年来，食管癌的研究热度逐渐升温，而食管癌基因组学研究成为了该领域中的一个热点。

食管癌是一种常见的消化道恶性肿瘤，由于发病率高，病情复杂，治疗效果较差，致死率较高，因此其研究备受关注。

食管癌基因组学研究主要涉及两个方面，一是基因组学序列分析，二是表观遗传学研究。

其中，基因组学序列分析就是对食管癌患者的基因组序列进行测序，以发现与食管癌相关的突变、表达水平和基因剪切等信息。

而表观遗传学研究就是研究食管癌相关基因的表观修饰，如DNA甲基化、组蛋白修饰等。

根据大量的食管癌基因组学研究，已经发现一些与食管癌发生密切相关的基因。

其中，TP53基因是食管癌发病风险高的基因之一，该基因编码一种蛋白质，可以通过抑制细胞增殖和促进细胞凋亡来遏制细胞癌变，但是，当该基因发生突变时，会导致蛋白质的功能发生改变，影响到细胞的正常生命周期，易发生恶性肿瘤。

此外，FOXA1基因也与食管癌发生密切相关，该基因编码了一种转录因子，可以影响到许多基因的表达，从而影响细胞命运和细胞周期。

研究证实，FOXA1基因在食管癌中的表达水平与患病风险密切相关，其过度表达可促进食管癌的发生和发展。

还有一些基因也与食管癌发生密切相关，如PI3KCA、EGFR等，这些基因在细胞的信号传导途径中发挥极其重要的作用，过度表达或突变都会导致细胞信号传导通路的紊乱，从而促使细胞发生癌变。

当然，食管癌的发生还与一些环境因素和遗传因素密切相关，基因组学研究只是其中的一部分，它可以帮助我们更好地认知食管癌，提高早期诊断的准确性和治疗效率。

事实上，食管癌基因组学研究的应用近年来也得到了广泛的关注。

一方面，在临床方面，食管癌基因组学研究可以为患者提供精准的诊断和治疗方案，减少患者治疗的不必要负担和费用支出。

另一方面，在科研方面，食管癌基因组学研究可以为食管癌的预防和治疗提供更多有力的依据。

总的来说，食管癌基因组学研究是一项具有重要意义的研究，它可以帮助我们更好地认知食管癌，也为食管癌的治疗提供了更好的理论基础和技术手段。