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2024年5月1日发(作者:vb编程的代码有哪些)
中国现代医药杂志2021
年
5
月第
23
卷第
5期MMJC,
May
2021,
Vol
23,
No.5
・
1
•
DOI
:
10.3969/.l672-9463.2021
.05.001
•论著.
基于综合数据库分析
ASXL1
基因突变对
子宫内膜癌预后的影响及作用机制
范明
1
韩馨乐
$
杜俊彳
【
摘要
】
目的
通过多个肿瘤综合数据库分析
ASXL1
基因突变对子宫内膜癌
(EC)
预后的影响及其作用机制
。
方法
全面检索
GEPIA
、
Kaplan-Meier
plotter
、
the
Human
Protein
Atlas
、
FireBrowse
、
STRING
、
UALCAN
等数据库,分析其
生存曲线
、
功能富集情况
、
基因相关性及信号通路
,并进行生物信息学预测
。
结果
ASXL1
基因突变是
EC
不良预后因
素
,
对总生存期及无复发生存期均产生影响
(PO.001
)。
相关性分析显示
,
ASXL1
基因突变可能通过表观遗传学
,
JAK2/
STAT3
和
PI3K/AKT/mT0R
信号通路发挥作用;结合功能富集分析
,
ASXL1
突变主要影响
PI3K/AKT/mTOR
信号通路
。
结论
ASXL1
基因突变是
EC
患者的不良预后因素
,
可能通过
PI3K/AKT/mTOR
信号通路发挥作用
,
应进一步开展相关
生物学研究,并探索
PI3K/mT0R
等信号通路抑制剂的临床价值
。
[
关键词
]子宫内膜癌
ASXL1
基因突变预后作用机制
Prognostic
effect
and
mechanism
of
ASXL1
gene
mutation
in
endometrial
carcinoma
based
on
comprehensive
database
Fan
Yue,
HanJGnle,
Du
Jun.
Guangzhou
Women
and
Children
Medical
Care
Center,
Guangzhou
510623
[Abstract]
Objective
To
analyze
the
prognostic
effect
and
mechanism
of
ASXL1
gene
mutation in
endometrial
carcinoma
(EC)
through
multiple
comprehensive
tumor
databases.
Methods
A
comprehensive
search
of
GEPIA,
Kaplan-Meier
plotter,
the
Human
Protein
Atlas,
FireBrowse,
STRING,
UALCAN
databases,
analysis
of
survival
curves,
functional
enrichment,
gene
correlation
and
signal
pathways
were
conducted,
with
bioinformatics
prediction.
Results
ASXL1
gene
mutation
was
a
poor
prognostic
factor
of
EC,
affecting
both
overall
survival
and
relapse
—
free
survival
(P<0.001).
Correlation
analysis
showed
that
ASXL1
gene
mutation
might
play
a
role
through
epigenetics,
JAK2
/
STAT3
and
PI3K//mT0R
signaling
pathways;
combining
with
functional
enrichment
analysis,
we
found
that
ASXL1
mutation
mainly
affected
PI3K/AKT/mTOR
signaling
pathway.
Conclusion
ASXL1
gene
mutation
is
a
poor
prognostic
factor
in
EC
patients,
and
may
play
a
role
through
the
/mTOR
signaling
pathway.
Further
related
biological
research
should
be
carried
out
and
the
clinical
value
of
PI3K/mT0R
inhibitors
should
be
explored.
[Key
words]
Endometrial
carcinoma
ASXL1
Gene
mutation
Prognosis
Mechanism
子宫
内膜癌
(
Endometrial
carcinoma
,
EC
)
是女
性第六大常见的恶性肿瘤
。
近年来
,
发病率持续上
聚合酶
£)
突变型
、
微卫星不稳定高突变型
、
低拷贝
数型和高拷贝数型
。
该分子分型对预后判断及精
升并呈现年轻化趋势
,
严重威胁女性健康叫根据
2015
年中国癌症数据分析显示子宫内膜癌预计年
准治疗有重要意义
,
但也存在局限性
W
在肿瘤
精准治疗的背景下
,
探讨基因突变的预后意义及作
用机制
,
对靶向治疗的靶点选择具有重要参考意
义
。
ASXL1
(
Additional
sex
combs
like
1
)
基因首次
于
2009
年在骨髓增生异常综合征
(
MDS
)
中报道
[
5]
,
其位于染色体
20qll,
靠近
DNMT3B
基因冏
,
由
12
发病率为
60/10
万
,
死亡率约为
20/10
万
,
发病率也
呈逐年上升趋势
*[
2
]
o
2013
年,人类癌症基因组图谱
*3
(The
cancer
genome
atlas,
TCGA)
根据不同突变方式
和拷贝数将
EC
划分为
4
种分子分型
,
即
POLE
(
DNA
作者单位
J
广州市妇女儿童医疗中心
,
广东广州
510623
2
深圳北京大学香港科技大学医学中心
,
广东深圳
518036
3
中国医学科学院血液病医院中国医学科学院血液学研究所,
天津
300020
通讯作者:杜俊
,
E-mail:
***************.cn
・
2
-
中国现代医药杂志
2021
年
5
月第
23
卷第5
期
MMJC,
May
2021
,Vol
23,
No.5
个外显子组成
。
根据既往研究
,
ASXL1
基因突变
在血液系统髓系肿瘤中是预后不良的生物学标志
物叫包括骨髓增殖性肿瘤
(
MPN
)
、
骨髓增生异常综
合征
(
MDS
)
、
慢性粒单核细胞白血病
(
CMML
)
和急
性髓系白血病
(AML)
等
。
然而
,
ASXL
1
在
EC
中的
预后意义鲜有报道
,
其相关机制仍有待研究
。本研
究旨在通过多种肿瘤综合数据库
,
分析
ASXL1
基因
突变在
EC
患者中的预后意义及可能的作用机制,
为
EC
的精准治疗提供参考依据
。
1
材料与方法
1.1
数据来源与方法
基于
GEPIA
数据库
(
/
)
分析
ASXL1
基因突变在
EC
患
者中的预后意义及其与临床分期的关系
。
同时
,
通
过获取在
EC
中与
ASXL1
有相似表达特征的前
200
个基因
,
对其信号通路相关性及蛋白质互作网络做
了进一步分析
。
基于
Kaplan-Meier
plotter
数据库
(kmplot
.
com/analysis/),
汇总
ASXL1
基因突变在
EC
患者中
的预后意义,包括总生存期
(Overall
survival
,
OS)
与
无复发生存期
(
Relapse-free
survival
,
RFS
)
o
通过将
ASXL1
基因突变截分为高低两组
,
比较两组的生存
差异
,
并进一步计算危险比
(Hazard
ratio,
HR
),95%
置信区间
(
95%C7
)
以及
P
值
。
基于
FireBrowse
网站
(
/
),
分析
ASXL1
的基因表达
、
DNA
甲基化
、
拷贝数变异
和突变状态
。
同时
,
基于人类蛋白质图谱图像分类
数据库
(Human
Protein
Atlas),
ASXL1
的组织
、
器官
分布情况得以呈现
,
也对
ASXL1
的亚细胞定位进行
分析
。
STRING
数据库
(
/
)作为在线
检索已知蛋白质互作关系的数据库
,
可对宜接或间
接的蛋白质互作网络进行功能分析
。
基于
STRING
数据库
,
纳入
50
个表达量相对较高的相关因素
,
结合
Cytoscape
软件
,
进行蛋白质互作网络分析
(Protein-protein
interaction
network,
PPI
)
O
纳入分析
的最小相关性分数为
0.400
o
UALCAN
数据库
(
)
是
基于
TCGA
数据库在线分析和挖掘的网站
。
分析
ASXL1
基因在不同种族
、
年龄
、
更年期状态以及组
织学亚型
EC
患者中的表达水平
。
DAVID
数据库
(
/
)
是基于
Annotation
Tool,
GoCharts
,
KeggCharts
以及
Domain
Charts
四个分析模块实现对数据的注释
、
可视化和集
成发现
,
从而实现基因组规模数据集的分析
。
通过其
在线分析功能
,
对
ASXL1
基因突变密切相关的生物
学过程以及富集的信号通路进行初步探究
。
1.2
统计学方法
采用
SPSS
25.0
软件
(SPSS,
Inc.,
Chicago,
IL,
USA)
进行统计学分析
。
计量数据以均
数土标准差
G±s)
表示
,
采用双侧
f
检验
。
P<0.05
为差异具有统计学意义
。
2
结果
2.1
EC
患者中
ASXL1
基因突变状态及分布差异
GEPIA
数据库检索结果显示
ASXL1
基因在多种肿
瘤组织中异常表达,其中在
EC
中表达降低
,
见图
l
o
UALCAN
数据库检索结果显示
ASXL1
基因在不同
种族
、
年龄
、
更年期状态以及组织学类型中的分布
差异
。
与正常组相比
,
年龄
21~40
岁组和
41~60
岁
组中
ASXL1
基因水平有所降低
(P<0.001
),
各种族
人群比较显示高加索人群中
EC
患者
ASXL1
基因
水平低于正常人群
(P<0.001
)
,
其余人种无统计学差
异
。
绝经前人群中
EC
患者
ASXL1
基因水平明显
低于正常对照组
(P<0.001
)
o
根据不同组织学亚型
进行分组
,
EC
中
ASXL1
基因水平明显降低
,
而浆
液性癌与之相反
(P<0.001
)
,
见图
2
O
图
1
不同肿瘤类型与正常对照组织中
ASXL1
基因的
表达情况
利用
The
Human
Protein
Adas
数据库追踪
ASXL1
基因的亚细胞定位
,
发现
ASXL1
基因主要定位于细
胞的核质和核仁
。
通过
FireBrowse
网站分析了
538
例
EC
患者的基因表达情况
,
发现突变水平较高的
基因主要包括
PTEN
、
PIK3CA
、
ARID1A
、
PIK3R1
、
CTNNB1
、
TP53
、
KRAS
等
,
其突变类型主要为无义
突变和错义突变
。
中国现代医药杂志2021
年
5
月第
23
卷第
5期MMJC,
May
2021,
Vol
23,
No.5
B
・
3
・
钳
40
30
20
m
60
组织学类型
—
・
—
一
正常组
21-41
岁
41~60
岁
61~80
岁
81~100
岁
(
n=35
)
(
n=18
)
(
n=189
)
(
n=292
)
(
n=45
)
TCGA samples
50
-
^
4
-
30
-
C
2.2
ASXL1
基因突变在
EC
预后中的意义
通过
Kaplan-Meier
Plotter
数据库根据
log-rank
法及生存
曲线比较
,
显示升高的
ASXL1
mRNA
水平与缩短的
OS
及
RFS
相关
(P<0.001
)
。
通过
GEPIA
数据库检
索结果发现
ASXL1
突变在不同时期肿瘤中存在差
异
,处于疾病进展期
(
皿
、
N
期)的
EC
患者较疾病
初期
(
I
、
II
期)的患者有所升高
,
见图
3
。
2.3
EC
患者中
ASXL1
基因的突变状态及功能预
测
在
GEPIA
数据库检索
,
获取
TCGA
及
GTEx
测
序数据中前
200
位与
ASXL1
有相似表达特征的
基因
,
并通过
Pearson
相关系数对这些基因进行排
ASXL1(OS)
l.
.0
o
.8
.6
.4
.2
o.
B
o.
C
J
0
1.
0.
0.
0.
8
0.
u
o
a
p
u
JQd
IdposuBIR
1
1
0
自
吕
一
合
2
0
朶
-
目
舀
10
-
0
-
正
常
组
(n
=3
5)
子室内膜样
浆液性混合浆液性和子
(n=409
)
(n=115
)
宫内膜样
(n=22
)
TCGA samples
种族
50-1
40
30
20
更年期状态
4
o
-
3o
-
2o
-
uospu
ud
U
O
S
P
II
J
uu
-
c
o
s
u
k
i
e
-
e
q
s
u
1o
-
b
j
n
-<
正常组
绝经前
围绝经期
绝经后
(
n=35
)
(
n=35
)
(
n=17
)
(
n=447
)
TCGA samples
正常组
高加索人非裔美国人亚洲人
(n=35
)
(
n=374
)
(
n=107
)
(
n=20
)
TCGA
samples
图
2
ASXL1
基因在不同年龄、
组织学类型
、
更年期状态以及种族间的分布差异
序
。
采用
GO
分析及
KEGG
分析对
ASXL1
突变
相关基因进行功能富集分析及信号通路预测
。
通
过
DAVID
数据库
(
/
),
发现与
ASXL1
突变密切相关的生物学过程主要包括
DNA
转录
、
RNA
处理
、
RNA
剪接等;蛋白质结合
、
组蛋白
结合
、
DNA
结合
、
转录共激活因子活性
、
序列特异性
DNA
结合等分子功能的改变与
ASXL1
基因突变有
关;而核质
、
驱动蛋白复合物等细胞组分的改变与
ASXL1
基因异常表达有关
。
通过
KEGG
分析
,
这
些相关基因突变主要与
mTOR
信号通路调节相关
。
见图
4
O
ASXL1(PFS)
加=
1.85(1.23~2.8)
log-rank
P=0.0029
jffl?=2.75(1.29~3.66)
Jog^-rank
P=0.0029
6
F=4.04
Pr
网
=0.00837
日
quqojd
宫
唱
q
o
j
d
6
4
Expression
low
high
00
0
50
100
150
Time(months)
200
Expression
—low
high
0.0"
iiii
0
50
100
150
200
Time(months)
2
4
3
i
期
n
期
di
期
iv
期
图
3
ASXL1
基因表达水平与
OS
、
RFS
及肿瘤分期之间关系
注:
A.
ASXL1
基因表达水平与
EC
患者
OS
的关系
;B.
ASXL1
基因表达水平与
EC
患者
RFS
的关系
;C.
ASXL1
基因表达水
平与
EC
患者疾病临床分期的关系
•
4
•
GO
analysis
10
中国现代医药杂志
2021
年
5
月第
23
卷第
5
期
2021,
Vol
23,No.5
2.4
PPI
及
ASXL1
基因的相关性分析
选取前
-80
50
位与
ASXL1
有相似表达情况的相关基因
,
通过
STRING
数据库
(
/
)
在线分析以及
-
60
Q
n
_
e
>
d
)
°
6
0
l
6
-
40
4
-
20
2
'一-
Cytoscape
软件的可视化绘图,进行了
PPI
分析
。
表
c
n
o
o
观遗传学相关改变与
ASXL1
存在相互作用关系
,
包
括
HDAC2
、
DNMT3A,
CBX
家族以及
TET2,
见图
5
。
另外
,
在
GEPIA
数据库中
,
通过
TCGA
及GTEx
的
数据集对
ASXL1
突变存在密切关系的基因做相关
性分析
。
ASXL1
基因突变与
PTEN
、
PIK3CA,
JAK2
、
STAT3
及
TET2
多个基因存在正相关
,
其中
PTEN
(1=0.55
,
P<0.001
)
、PIK3CA
(
t
=0.73
, P<0.001
)
、
JAK2
(r=0.66,
P<0.001
)
、
STAT3
(r=0.6,
P<0.001
)
以及
图
4
GO
分析与
ASXL
]
基因异常表达有关的生物学过程
(左
)
、
细胞组分
(
中
)和分子功能(右
)
之间的关系
RPS27A
HIST1H2AA
TET2
(
2=0.63,
P<0.001
)
,
见图
6
O
UBA52
UBAP2L
YY1
FOXK1
:
WC
cbx
8
-|J
1H2
S
s
T1H2
UBC
EZH2
RING1
ASXL1
SCML2
*
PHC3
RNF2
MBD5
KDM1B
上
A
—
-一T
:
厂
s
MBD6
FOXK2
HIST1H2AH
图
5
ASXL1
与相似基因表达的蛋白质互作图
4
8
s
d
H
g
2
&
O
I
6
4
u
<
・
・
2
0
―
r
:
------------------------------
r
3
4
5
6
7
log2(ASXLl
TPM)
3
4
5
6
log2(ASXLl
TPM)
7
p
—
value=
1
.5e-45
*
R=0.73
-
・・
.
4
p
—
value=
1
.7e
—
34
*
•
・
R=0.66
•
•
・
.
・
•
・
••
■
*
*
・
*•
*
•!
・
・
、
8
7
p-value=6e-27
R=0.6
.•
•
•
・・
•
:
.A.
•・
=.
l
o
g
2
(
T
E
T
2
T
P
M
)
3
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
・•
・
*
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.
朋:
;
・
・
g
・
•
:
・
•
・w
..
•
3 4 5
6
log2(ASXLl
TPM)
•
•*・・
,•
■
・•・•
-
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•
・
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•-v.
》
吵七
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-
•
z
-
・
■
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•
•
•
3
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o
g
2
(
T
E
T
3
T
P
M
)
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・.•
•
£
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•
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•
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•
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4
3
・
1
2
品
1
y
・
•
・
・
•
••"
・
•
•
•
•
.
••
•
•
・
•
7
0
----------------------------------------
1~
'
---------
'
------------------------------
r
u
4 5 6
log2(ASXLl
TPM)
7
5
3
4
5
6
log2(ASXLl
TPM)
7
图
6
TET2
、
PTEN
、
PIK3CA
、
JAK2
、
STAT3
基因与
ASXL1
表达的相互关系
中国现代医药杂志2021
年
5
月第
23
卷第
5期MMJC,
May
2021,
Vol
23,
No.5
・
5
・
3
讨论
本研究显示
ASXL1在
EC
中存在基因突变
。
通过
GEPIA
和
Kaplan-Meier
plotter
数据库的生存
分析发现
ASXL1
基因突变是
EC
的不良预后因素
,
与
OS
和
RFS
均存在相关
。
虽然
ASXL1
基因突变
在
EC
中的预后价值极少报道
,
但从公共数据库的
大样本分析看
,
该基因的突变状态确实对生存造成
了威胁
。
作为肿瘤抑制基因
,
ASXL1
的缺失也是结
直肠肿瘤
(
Colorectal
cancer,
CRC
)
中的不良预后因
子同
。
有学者在结直肠样本
(
408
例结直肠癌
、
46
例
正常结肠粘膜
、
48
例腺瘤及
92
例癌性淋巴结)中发
现
,
ASXL1
的缺失造成
5
年生存率明显低于正常组
(78.7%
±
2.5%
vs
100%,
P=0.034
)
。
并且
,
在结直肠
正常组织
-
腺瘤
t
腺癌
T©
性淋巴结转移发展的过
程中
,
ASXL1
基因缺失的比例也逐渐增加叫
这表
明
ASXL1
作为抑癌基因的缺失状态是肿瘤患者的
不良预后因素
,
其可能与淋巴结转移相关
,使得疾病
更具侵袭性
。
在我们的分析中
,
ASXL1
突变不仅是
预后不良因素
,
且在疾病晚期的患者中突变率显著
升高
。
这提示在
EC
中
ASXL1
突变同样与疾病严重
程度相关
,是评判临床预后的重要指标
。
ASXL1
基因突变如何发挥功能
、
影响预后
,
仍
然缺乏可靠的基础生物学研究
。
通过
GO
分析及
KEGG
分析
,
我们发现
ASXL1
参与的生物学过程
主要包括
DNA
转录
、
RNA
处理
、RNA
剪接等
。
结
合相关性分析可以发现
ASXL1
与
PTEN
、
PIK3CA
、
JAK2
及
STAT3
基因存在相关性
,
ASXL1
可能与
PI3K/mT0R
信号通路调节有关
。
众所周知
,
PI3K/
AKT/mTOR
细胞内信号传导途径调节重要的细胞
周期
。
PI3K
(
The
phosphatidylinositol
3-kinase)
是一
■
类高度保守的酶家族
,
是胞内
PI3K/AKT/mT0R
信
号轴的重要组成部分
。
PI3K/AKT/mT0R
信号通路
在细胞的生长
、
分化
、
凋亡等方面都发挥着重要作
用
,
其中信号转导的很多成员分子
,
都是癌症
、
免
疫及控制血栓形成等过程中的关键药物靶点
[9]
o
PI3K
激活磷酸化并激活
AKT,
使其定位在质膜上
。
AKT
可以具有许多下游效应,如激活
CREB,
抑制
p27,
在细胞质中定位
FOXO,
激活
Ptdlns-3ps
和激
活
mTOR
可能会影响
p70
或
4EBP1
的转录
。
而肿
瘤抑制基因
PTEN
能够通过去磷酸化而使
PIP3
变
为
PIP2,
是该通路的负性调节因子㈣
。
在我们的分
析中
,
ASXL1
基因突变与
PI3K/AKT/mT0R
信号通
路激活相关
,
且与
PTEN
基因突变存在正相关性
,
表
明两者可能发挥了协同致病的效应
,
共同导致疾病
不良预后
。
近年来
,
肿瘤的分子生物学检测尤其是高通量
测序
,
为精准治疗创造了必要条件
[11
-
13]
o
基于我们
对
EC
的肿瘤数据库挖掘
,
以及生物信息学预测
,
干
预
PI3K/AKT/mT0R
信号通路可能为患者治疗带来
益处,尤其是对复发
/
转移的
EC
患者
。
PI3K
存在
4
种异构体,其信号协同有所差异
,
但最终与
PTEN
突变有重要关系
,
导致癌症发生
。
PI3K
下游存在两
条重要通路
,
其中
FOXO
主要与细胞分化有关
,
而
mTORC
主要与细胞增殖有关
[14]
o
目前关于
PI3K/
AKT/mTOR
信号通路的靶向干预治疗报道较多
,
包
括单独或联合靶向
PI3K
异构体以及靶向
mTOR
的
药物问
。
目前临床可及的药物包括
PI3K
抑制剂
(Idelalisib
、
Infinity
等)及
mTOR
抑制剂(雷帕霉素)。
由于诸多恶性肿瘤中普遍存在
PI3K/AKT/mTOR
信
号通路异常
,
包括实体瘤和血液恶性肿瘤叫故而以
该通路为靶点研发肿瘤抑制剂也是研究热点
。
但
是
,
在其他实体肿瘤的研究中
,
我们发现PI3K/AKT/
mTOR
单靶点抑制剂很难产生显著
、
可持续的治疗
效应,而联合用药成为重要的研究方向闪叫目前
,
探索
PI3K
a
/mTOR
双靶点药物如
NVP-BEZ235
、
PI3Ka/8/
7
/PDKl
双靶点抑制剂等
,
均在实体肿
瘤及血液病研究中存在巨大潜力
,
可能有可观的临
床疗效
,
具备应用前景凹
。
本研究通过肿瘤综合数据库
,
发现
ASXL1
基
因突变与
EC
患者不良预后有关
,
是重要的临床预
后参考指标
,
动态监测基因突变状态也有助于评估
疾病进展状态
。
同时,通过生物信息学分析
,
我们
发现
ASXL1
基因突变可能与
PI3K/AKT/mTOR信
号通路调节有关
,
这表明靶向该通路的抑制剂可能
成为潜在有效的治疗方式
,
尤其是对于复发/进展
的患者
。
不过本研究仍存在局限性:①本研究纳入
的人群为
EC
患者
,
来自于特定的国家和地区
,
可能
缺乏种族特异性;②本研究通过公共数据库生物信
息学分析,缺乏严谨可靠的生物学验证
,
其真实性
仍然值得进一步研究;③基因测序的数据样本量中
等,在真实世界能否重现
ASXL1
突变的临床预后意
义
,
需要临床队列进行验证
。
综上所述
,
我们通过多个肿瘤相关数据库
,
发
•
6
•
中国现代医药杂志
2021
年
5
月第
23
卷第5
期
MMJC,
May
2021
,Vol
23,
No.5
现
ASXL1
基因突变是
EC
患者的不良预后因素
,
显
Microbiol,
2020,63
(
2
)
:
221-225
著影响
OS
及
RFS
,
且与
PI3K/AKT/mT0R
信号通
路有关。
靶向该通路可能成为新的治疗选择
,
为复
9
Fruman
DA,
Chiu
H,
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BD,
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PI3K
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(
4
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605-635
10
Blachly
JS,
Baiocchi
ing
PI3-kinase
(
PI3K
),
AKT
and
发
/
进展的
EC
患者带来福音如
,
但需要严谨的生
物学验证以及前瞻性的临床试验证实。
总之
,
探索
ASXL1
基因突变的预后意义及作用机制
,
可能成为
mTOR
axis
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lymphoma[J].Br
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expression
is
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lymph
node
metastasis
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Pathol
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