基于TCGA数据库的食管鳞状细胞癌差异表达焦亡相关基因的筛选及GSDMC基因的验证

目的 通过对TCGA数据库中食管鳞状细胞癌(esophageal squamous cell carcinoma,ESCC)组织基因表达谱RNA测序数据进行生物信息学分析,探讨与ESCC预后有关的焦亡基因,并通过体外实验对筛选出的基因进行验证和功能研究.方法 下载TCGA和GTEx数据库中ESCC和正常食管样本中mRNA数据及临床数据.从文献中获得细胞焦亡相关基因(pyroptosis-related genes,PRG),使用R语言及DESeq2软件获取差异表达的PRG.采用Cox单因素、多因素回归分析,筛选出与预后相关的基因.应用qRT-PCR验证差异表达的PRG在ESCC和正常食管上皮细胞的表达水平;运用siRNA干扰ESCC细胞中已筛基因的表达,qRT-PCR检测siRNA的干扰效率.干扰成功后分别采用CCK-8、平板克隆和qRT-PCR实验,检测干扰已筛基因后ESCC细胞的活力、克隆形成能力和凋亡.运用肿瘤免疫评估资源(TIMER)数据库,分析gasdermin家族蛋白C(GSMDC)的mRNA表达与食管癌免疫细胞浸润水平的相关性.结果 33个PRG中与ESCC相关的差异表达基因有23个,其中13个基因表达上调,10个基因表达下调(P<0.001).Cox单因素回归分析显示:CASP5和GSDMC基因与ESCC患者预后相关(P<0.01).Cox多因素回归分析显示:GSDMC基因是ESCC患者预后相关的独立危险因素(P<0.01).qRT-PCR结果显示:GSDMC基因的mRNA水平在ESCC细胞中上调(P<0.05).敲低GSDMC基因可抑制ESCC细胞增殖[第4天OD值:(1.73±0.07)vs(1.10±0.09),t=13.55,P<0.001]和克隆形成能力[克隆形成数目:(686±94.30)vs(377±77.31),t=4.389,P<0.05],促进ESCC细胞凋亡(P<0.001).TIMER数据库分析:GSDMC基因的表达水平与B细胞(r=-0.317)、CD8+T细胞(r=-0.15)、巨噬细胞(r=-0.252)浸润程度呈负相关(P均<0.001),与树突状细胞(r=0.353)的浸润水平呈正相关(P<0.001).结论 GSDMC在ESCC组织中表达上调,可作为评估ESCC患者预后不良的生物学指标.