一.研究背景
三陰性乳腺癌(TNBC)臨床預后差，而且臨床上缺少有效的特異性生物標志物。此外，三陰性乳腺癌具有雌激素受體(ER)、黃體酮受體(PR)和表皮生長因子受體2 (HER2)缺失的特點，這三種受體是基于激素的有效治療的靶點。TNBC常發(fā)生于青年患者，它的侵襲性強，易復發(fā)、轉移，預后差，具有基因易感性，如BRCA1的生殖系突變，被認為識TNBC的促進因素。臨床上TNBC治療進展緩慢，這正是由于缺乏有效的TNBC特異性生物標志物造成的。作者認為TNBC必定有其特定的特征，因為它缺乏三個關鍵的受體，有別于其他類型的乳腺癌。
今天小編為大家?guī)磉@篇文章作者在本篇研究中將甲基化偶聯和基因表達作為一個特異性的特征，來幫助三陰性乳腺癌的診斷和治療。
【Coupled Genome-Wide DNA Methylation and Transcription Analysis Identified Rich Biomarkers and Drug Targets in Triple-Negative Breast Cancer】。?雜志：Cancers?? ?IF：6.162? ?發(fā)表日期：2019.11.04
二.方法和材料
(1)?數據集：來自TCGA的116例TNBC樣本以及100例TPBC樣本的甲基化以及表達數據。同時也使用了來自GEO的數據集：GSE78758，GSE78751，GSE78754包括乳腺癌的甲基化數據等。
(2)?甲基化數據的分析：使用R對原始甲基化數據進行處理，接著對PCG進行比較。
(3)?基因表達數據分析：對樣本進行差異表達分析，得到差異表達基因。
(4)?分析差異甲基化與差異表達，計算了差異甲基化與差異表達基因的交集（DMEGs），并將它們分為四類：?HypoUp, HypoDown, HyperUp, HyperDown。
(5)?功能富集分析，對差異基因和差異甲基化進行GO功能富集分析,研究這些基因所參與的功能以及調控的通路。
(6)?對表達和甲基化得到的生物標志物進行評估，主要包括留一法等評估方法。
(7)?藥物靶點的預測：使用DrugBank數據庫進行藥物靶點的預測。
三.結果展示
1 TNBC中的差異甲基化基因(DMGs)
為了識別TNBC中的DMRs，作者對TNBC和TPBC的差異甲基化數據進行了比較分析。作者主要研究三個基因組區(qū)域的甲基化數據（圖1A-C）。作者將MDRs分為高甲基化與低甲基化。圖1D,F顯示了這三個區(qū)域中所包含低甲基化與高甲基化的情況。同時作者研究發(fā)現甲基化是區(qū)域特異的（圖1E）。最后作者對這些甲基化進行了功能富集分析，發(fā)現其參與了重要的生物學過程與通路（圖1G,H）。
2 TNBC中的差異表達基因
在這一部分，作者進行了差異表達基因分析，共得到上調基因332，下調基因378（圖2A）。可以看出三個受體編碼基因顯著下調（圖2B-D）。同時，作者也觀察到已知的TNBC相關的基因顯著上調（圖2E-G）。接著進行了聚類分析（圖2H）,可以觀察到TNBC和TPBC之間具有顯著差異。最后，作者同樣進行了功能富集分析，觀察到其富集到了許多與TNBC密切相關的通路。
3 TNBC中的差異甲基化與表達基因（DMEGs）
作者整合差異甲基化基因與差異表達基因來分析甲基化與基因表達之間的關系。在三個區(qū)域中，作者識別出了114個DMEGs（圖3A-C）。并將它們分成 HypoUp, HypoDown, HyperUp, HyperDown四類（圖3G-I）。接著作者對這四組進行了一系列的分析，分析其與位置的關系等。
4 DMEGs預測DMEGs
在這一部分作者對之前得到的114個DMEGs進行了詳細分析。分析了其在染色體上的分布（圖4A）。作者使用隨機森林分類器，并結合主成分分析以及ROC分析，圖4B,C展示了分類結果，圖4D,E展示了分類的顯著性，接著作者對其的功能等進行了一些列的后續(xù)分析。
5 多個DMEGs是潛在的藥物靶點
作者使用7)DrugBank數據庫進行藥物靶點的預測，表1顯示了這114個DMEGs的預測結果。表2展示了上調DMEGs的預測結果，以及它們能夠治療的疾病，同時也展示了一些已知的與TNBC相關的靶點，接下來作者對研究涉及到的化合物進行了詳細的介紹。
6 sapropterin結合PTGS2的結構基礎
作者首先介紹了靶向PTGS2的111個藥物（圖5A）。作者選擇將PTGS2和sapropterin作為例子進行研究。表3展示了識別出的11個藥物。作者對結合能進行了分析，圖5B展示了分析結果。同時對這11個化合物作者也進行了分析，比如蛋白質結構，位點，影響結果等等(圖5C-E)。
四.結論
作者通過差異表達，差異甲基化，藥物靶點預測功能富集等方法，強調了差異甲基化以及差異表達基因在TNBC發(fā)展過程中的重要角色。研究最終確定了114個DMEGs，它們能夠作為分子標志物有助于TNBC的早期診斷。除此之外作者還識別出了一些靶向這些基因的藥物。
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