基于双聚类挖掘癌症共享的基因功能模块

基因多效性是癌症遗传机制中的普遍现象, 但罕见系统性的分析。文章提出采用双聚类挖掘基因功能模块的新思路探索癌症的共享分子机制和不同癌症间的关系。获取20种癌症的基因表达数据, 应用改良t检验和倍数法筛选出至少在两种癌症中差异表达的基因, 得到10417×20的数据矩阵; 采用双聚类方法获得22个癌症共享的基因簇; 进一步富集分析得到17个基因功能模块(Bonferroni校正后P<0.05), 主要参与有丝分裂染色单体分离的调控、细胞分化、免疫和炎症反应、胶原纤维组织等生物过程; 主要执行ATP结合和微管活动、MHCⅡ类受体活性、肽链内切酶抑制活性等分子功能; 活动区域主要在细胞骨架、染色体、MHCⅡ蛋白质复合体、中间丝蛋白、胶原纤维等。基于模块构建癌症相关网络, 显示胃癌、卵巢腺癌、宫颈鳞癌和间皮瘤等之间相关程度较高, 而两种血液系统癌症(急性髓细胞性白血病与多发性骨髓瘤)分子机制与其他癌症存在较大差异。可见癌症共享的基因功能模块与多种生物机制有关, 癌症之间相似性可能与组织起源、共同的致癌机制等有关。文章提出的基因多效性分析方法有助于解释人类复杂性疾病的共享分子机制。