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以生物資訊分析STIM1相關轉錄體圖譜與人類大腸癌之專一性
Other Title
Bioinformatic Analysis Reveals STIM1-Associated Expression Profiles Specific to Colon Adenocarcinomas in Human
Type
thesis
Date Issued
2015-07-05
Author(s)
黃順清
Advisor
張偉嶠
邱弘毅
Subjects
系所名稱：臨床藥物基因體學暨蛋白質體學碩士學位學程
Description
學位別：碩士
語文別：英文
指導教授：張偉嶠
共同指導教授：邱弘毅
口試委員：王照元;翁瑞宏;陳香吟
中文關鍵字：結直腸癌， 鈣池調控鈣離子內流，STIM1，TCGA, 微陣列分析, RNA定序分析, 微小RNA, 存活分析
英文關鍵字：Colorectal cancer, Store-operated calcium entry, Stromal interaction molecule 1, The Cancer Genome Atlas, Microarray, RNA-sequencing, miRNA, Survival
語文別：英文
指導教授：張偉嶠
共同指導教授：邱弘毅
口試委員：王照元;翁瑞宏;陳香吟
中文關鍵字：結直腸癌， 鈣池調控鈣離子內流，STIM1，TCGA, 微陣列分析, RNA定序分析, 微小RNA, 存活分析
英文關鍵字：Colorectal cancer, Store-operated calcium entry, Stromal interaction molecule 1, The Cancer Genome Atlas, Microarray, RNA-sequencing, miRNA, Survival
Abstract
在大腸癌 (Colorectal Cancer [CRC]) 細胞研究報導中曾提及鈣池調控鈣離子內流路徑(Store-operated Ca2+ entry [SOCE])有異常之活化，且合併內質網鈣離子偵測器STIM1 (Stromal interaction molecule 1)之過度表現 (Overexpression)，並與腫瘤細胞之侵蝕(Invasion)與移行能力(Migration)息息相關。為研究結腸癌 (Colon Adenocarcinoma [COAD]) 與直腸癌 (Rectal Adenocarcinoma [READ]) 之惡性度或侵襲性 (Cancer Aggressiveness) 之差異，本研究以STIM1表現量 (Expression Profile) 為經，而臨床數據 (Clinical Profile)，微陣列 (Array Profile) 與轉錄體表現量 (RNA-Sequencing Profile and miRNA Profile) 為緯，勾勒全基因臨床-轉錄體-交互作用體 (Phenome-Transcriptome-Interactome) 輪廓，釐清STIM1相關分子圖譜 (Molecular Signatures) 全貌。研究成果揭示STIM1過度表現與結腸癌相關，而非直腸癌。從結腸癌鑑定之STIM1相關分子圖譜，也指出STIM1之過度表現會牽動結腸癌其他轉錄分子之變化。上述在微陣列平台所觀測到的結果亦在RNA定序資料得到驗證。
STIM1過度表現之情形實質上反映了鈣池調控鈣離子路徑 (Store-operated calcium entry pathway [SOCE]) 之活化，也在研究中顯示與結腸癌之細胞移行，細胞活動 (Motility) 以及腫瘤侵蝕等表徵有關。此外，利用蛋白質-蛋白質交互作用資料庫，本研究也找到與STIM1過度表現以及淋巴侵蝕這二項表徵相關的蛋白質功能模組 (Functional Module) 網路。不僅如此，本研究也利用miRNA定序生物資訊分析鑑定在COAD與READ顯著差異 (Differentially Enriched) 之miRNA。結合mRNA與miRNA之分析，顯示11個mRNA/miRNA之預後因子 (Prognostic Factor)，可預測結腸癌病患之整體存活率 (Overall Survival [OS])，也進一步為STIM1之過度表現對臨床病理有重大影響提供有力佐證。本研究結果可促進人類對於大腸癌的在宏觀層次上的了解，也顯示STIM1具有成為COAD之生物標記 (Biomarker) 之潛力。
TCGA資料庫收錄不同癌症在基因層次 (Genomic level） 以及轉錄體層次 (Transcriptomic level) 之高通量資料。本研究結合生物資訊以及資料庫之數據進行分析，結果展示癌症基因學（Oncogenomic）資料在宏觀鑑定STIM1基因過度表現對於結腸癌分子生物傳遞途徑之影響。此外，TCGA數據庫包含300多高通量平台樣本，足以支持結直腸癌病患分群 (Patient stratification) 之分析。我們的研究成果進一步揭示STIM1可作為結直腸癌病患預後之預測因子，未來可期用於標靶藥物篩選，實現個人化醫療 (Personalized medicine) 與藥物治療優化 (Optimization of cancer therapy)。
STIM1過度表現之情形實質上反映了鈣池調控鈣離子路徑 (Store-operated calcium entry pathway [SOCE]) 之活化，也在研究中顯示與結腸癌之細胞移行，細胞活動 (Motility) 以及腫瘤侵蝕等表徵有關。此外，利用蛋白質-蛋白質交互作用資料庫，本研究也找到與STIM1過度表現以及淋巴侵蝕這二項表徵相關的蛋白質功能模組 (Functional Module) 網路。不僅如此，本研究也利用miRNA定序生物資訊分析鑑定在COAD與READ顯著差異 (Differentially Enriched) 之miRNA。結合mRNA與miRNA之分析，顯示11個mRNA/miRNA之預後因子 (Prognostic Factor)，可預測結腸癌病患之整體存活率 (Overall Survival [OS])，也進一步為STIM1之過度表現對臨床病理有重大影響提供有力佐證。本研究結果可促進人類對於大腸癌的在宏觀層次上的了解，也顯示STIM1具有成為COAD之生物標記 (Biomarker) 之潛力。
TCGA資料庫收錄不同癌症在基因層次 (Genomic level） 以及轉錄體層次 (Transcriptomic level) 之高通量資料。本研究結合生物資訊以及資料庫之數據進行分析，結果展示癌症基因學（Oncogenomic）資料在宏觀鑑定STIM1基因過度表現對於結腸癌分子生物傳遞途徑之影響。此外，TCGA數據庫包含300多高通量平台樣本，足以支持結直腸癌病患分群 (Patient stratification) 之分析。我們的研究成果進一步揭示STIM1可作為結直腸癌病患預後之預測因子，未來可期用於標靶藥物篩選，實現個人化醫療 (Personalized medicine) 與藥物治療優化 (Optimization of cancer therapy)。