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2024年5月1日发(作者:如何结束gta5在线教程)
山东医药
2020
年第
60
卷第
27
期
基于
TCGA
的肺腺癌组织中
CDT1
表达
及相关
信号
通
路
分析
1
,
1
,
许培培
2
1
武汉大学中南医院
,
武汉
430071
;
2
郑州大学第三附属医院
摘要
:
目的
基于症基因组图
谱
(TCGA
)
数据库
,
观察染色质许可和
DNA
复制因子
1
(CDT1
)
在肺腺癌患者癌
组织中的表达变化,分析癌组织中
CDT1
与患者临床病理特征
、预后的相关性,并预测
CDT1
在肺腺癌中参与调节
的信号通路
。
方法
从
TCGA
数据库中下载肺腺癌组织中
CDT1
基因表达
谱
及肺腺癌患者的临床病理信息
,
使用
R3.6.1
软件提取肺腺癌组织(肺腺癌组)及正常肺组织(正常对照组)
CDT1
的表达量数据
,
利用
Mann-Whitney
U
检验比较两组间的表达差异
。
以
CDT1
表达水平的中位值
(4.409
)
为界限将肺腺癌患者分为
CDT1
高表达组和
CDT1
低表达组,利用单因素及多因素
COX
回
归分析癌组织中
CDT1
表达与患者临床病理特征的关系
。
利用
R3.
6.
1
软件
"survival"
包分析
CDT1
高
、
低表达组总体生存率
(
OS)
的差异
,
并通过
GEPIA
、
Kaplan
Meier-plotter
、
UAL-
CAN
等在
具对结果进行验证
。
利用基因
分析
(GSEA
)
预测
CDT1
在肺腺癌中参与的分子通路
。
结果
肺腺癌组
CDT1
的表达水平高于正常对照组
(P
<
0.
001
)
。
肺腺癌组织中
CDT1
的表达水平与患者年龄
(
P
=
0.019
)
-.Stage
分期
(P
=0.007
)
及远处转移
(P
=0.042
)
等相关
。
Stage
分期
(HR
=
1.97
,
95%
CI
:
1.22
~3.
17
,
P
=
0.005
)
和
CDT1
表达
(
HR
=
1.43
,
95%
CI
:
1.14~1.79
,
P
=0.002)
可以作为肺腺癌的独立预后因素
。
CDT1
高表
达组生存率低于
CDT1
低表达组
(P
=0.029
)o
CDT1
主要参与细胞周期
、
瞟吟与疇睫代谢
、
核
Z
酸切除修复以及
p53
信号通路等
。
结论
CDT1
在肺腺癌患者中高表达
,
与肺腺癌患者的
Stage
分期及远处转移等相关
,
可作为导
癌不良预后的独立危险因子
,
并通过参与多种信号通路促进肺腺癌的发生发展
。
关键词:
染色质许可和
DNA
复制因子
1;
肺癌;肺腺癌;数据库;癌症基因组图谱
doi
:
10.
3969/j.
issn.
1002-266X.
2020.
27.
005
中图分类号:
R734.2
文献标志码:
A
文章编号
:
1002-266X(2
Analysis
of
CDT1
expression
and
related
signal
pathways
in
lung
adenocarcinoma
based
on
TCGA
database
LIU
Jiacui
1
,
HUANG
Ben
,
XU
Peipei
1
Zhongnan
Hospital
of
Wuhan
University
,
Wuhan
430071
,
China
Abstract
:
Objective
To
investigate
the
expression
changes
of
chromatin
licensing
and
DNA
replication
factor
1
(
CDT1
)
in
patients
with
lung
adenocarcinoma
and
its
correlation
with
clinicopathological
characteristics
and
prognosis
,
and
to
predict
the
signal
pathway
that
CDT1
participates
in
the
regulation
of
lung
adenocarcinoma.
Methods
CDT1
gene
ex
pression
profile
and
clinicopathological
information
of
patients
in
lung
adenocarcinoma
were
downloaded
from
The
Cancer
Genome
Atlas
(
TCGA
)
database.
The
expression
level
of
CDT1
in
the
lung
adenocarcinoma
group
and
the
normal
control
group
was
extracted
by
R
3.6.1
software.
The
Mann-Whitney
U
test
was
used
to
analyze
the
expression
difference
between
two
groups.
Lung
adenocarcinoma
patients
were
divided
into
the
high
expression
group
and
low
expression
group
with
the
median
value
of
CDT1
expression
level
(
CDT1
Median
=4.409
)
as
the
limit.
Chi-square
test
was
conducted
to
analyze
the
correlation
between
CDT1
expression
and
clinicopathological
features.
Univariate
and
multivariate
COX
risk
regression
mod
els
were
exerted
to
analyze
the
prognostic
indicators
of lung
adenocarcinoma.
We
applied
the
u
survival
"
package
of
the
R
3.
6.
1
software
for
survival
analysis
,
and
meanwhile
,
GEPIA
,
Kaplan-Meier-plotter
,
UALCAN
and
other
online
tools
were
utilized
to
verify
the
gene
expression
and
prognostic
effect.
Gene
Set
Enrichment
Analysis
(
GSEA
)
was
used
to
predict
the
molecular
pathways
involved
in
CDT1
in
the
lung
adenocarcinoma.
Results
The
expression
of
CDT1
in
the
lung
adenocar-
第一作者简介:
柳家翠
(1993-
)
,
女,
在读硕士,主要研究方向为肿瘤免疫
。
:
2312243843@qq.
com
通信作者简介:
许培培
(1990-
)
,
女,
初级技师,主要研究方向为肿瘤免疫
。
:
*****************
19
山东医药
2020
年第
60
卷第
27
期
cinoma
group
was
higher
than
that
in
the
normal
control
group
(
P
<
0.
001
)
.
The
expression
level
of
CDT1
in
the
lung
ade
nocarcinoma
tissues
was
related
to
age
(
P
=0.
019
)
,
Stage
(
P
=
0.
007
)
and
distant
metastasis
(
P
=
0.
042
)
.
Stage
(
HR
=
1.97,95%
CI
:
1.22-3.17,
P
=0.005
)
and
CDT1
(HR
=
1.43,95%
CI
:
1.14-1.79,
P
=0.002
)
were
independent
risk
factors
for
prognosis
of
lung
adenocarcinoma
patients.
The
overall
survival
(
OS
)
of
CDT1
in
the
high
expression
group
was
lower
than
that
of
the
low
expression
group
(
P
=
0.
029
)
.
CDT1
was
mainly
involved
in
the
cell
cycle
,
purine
and
py
rimidine
metabolism
,
nucleotide
resection
and
repair
and
p53
signaling
pathway.
Conclusion
CDT1
was
highly
expressed
in
patients
with
lung
adenocarcinoma
and
was
related
to
the
Stage
and
distant
metastasis
of
lung
adenocarcinoma
;
CDT1
was
an
independent
risk
factor
for
poor
prognosis
of
lung
adenocarcinoma
,
and
it
could
promote
the
occurrence
and
development
of
lung
adenocarcinoma
by
participating
in
multiple
signal
pathways.
Key
words
:
chromatin
licensing
and
DNA
replication
factor
1
;
lung
carcinoma
;
lung
adenocarcinoma
;
database
;
cancer
genome
atlas
肺癌是世界上最常见肿瘤
,
由于该病早期症状
不特异
,
大多数确诊时已是中晚期
,
伴全身多处转
移
,
失去了最佳治疗时机
[
1
]
。
研究⑵表明
,
肺癌患
者的
5
年生存率只有
10%
~20%
。
近年
,
随着基因
测序技术的发展
,
人们对肺癌分子发病机制的认识
逐渐深入
,
促进了新型分子标志物的产生及靶向治
疗的发展
,
改善了晚期或转移性疾病患者的总体生
存期⑶
。
因此,确定与肺癌密切相关的新型分子靶
点具有重大意义
,
能够为肺癌的分子靶向治疗提供
理论及实践依据
。
染色质许可和
DNA
复制因子
1
(
CDT1
)
基因编
码的蛋白质参与了
DNA
复制所需的复制前复合物
的形成
,
是启动
DNA
复制的关键因子
[
,
]。
正常情
况下
,CDT1
确保每个细胞周期只复制一次,对维持
基因组的稳定性至关重要
[
,
]
。
研究⑻表明
CDT1
在体内的过表达容易导致
DNA
复制异常
,
同时可激
活
DNA
损伤检查点,在细胞系或动物体内诱发恶
性转化
。
CDT1
在乳腺癌⑼
、
肝癌
[
0
]
、
结肠癌
[
1
]
等
癌症中异常表达,并且与癌症患者的预后相关
,
提
示
CDT1
可作为潜在的预后预测因子
。
然而
,
关于
CDT1
在
癌中的表达
化及意义
前
研究报道
。
本研究通过下载整理癌症基因组图谱
(TCGA
)
数据库中
2019
年
11
月
20
日之前纳入的
肺腺癌表达谱数据及患者临床信息
,
分析
CDT1
在
肺腺癌中的表达变化
,
探讨
CDT1
与临床病理特征
及预后的相关性
,
并分析
CDT
1
作用相关信号
通路
。
1
材料与方法
1.1
原始数据的下载及预处理
从
TCGA
官方网
站
(
https
:
//portal,
gdc.
cancer.
gov/
)
检索并下载肺
腺癌的表达谱数据及相应临床信息
。
其中,基因表
达谱数据包括肺腺癌组织样本
535
例份
,
肺组织样
本
59
例份
。
使用
Strawberry
Perl
5.
30.
1
软件将原
20
始基因表达谱数据整理成基因表达矩阵文件
,
利用
R3.6.1
软件提取
CDT1
在肺腺癌组织样本和正常
组织样
中的表达
。
利用
Strawberry
Perl
5
-
30.
1
软件和
R
3.6.
1
软件整理下载的肺腺癌患
者临床资料
,
仅保留生存时间
、
生存状态
、
年龄
、
性
别
、
Stage
分期
、
T
分期
、
N
分期
、
M
分期信息均完整
的患
。
1.2
CDT1
表达与肺腺癌患者临床病理特征及预
后的相关性分析及验证
以
CDT1
在肺腺癌患者
中表达水平的中位值
(
4.409
)
为界限
,
将肺腺癌患
者分为
CDT1
高表达组和
CDT1
低表达组
。
通过
x
2
检验比较两组临床病理特征的差异
。
并根据在
TC-
GA
理的
癌患
的
信息,
CDT1
表达量
,
利用单因素及多因素
COX
分析
CDT1
表达
与
癌患
理特征
关性
。
利用
R
3.
6.
1
软件
"
survival
"
包分析
CDT1
高
、
低表达组总体生存率
(
OS
)
的差异
,
并使用
GEPIA
在线数据库
(
http
:
//gepia.
cancer-pku.
cn/
)
UAL
CAN
在线数据库
(
http
:
//
ualcan.
path.
uab.
edu/
)及
Kaplan
Meier-plotter
在线数据库
(
https
:
//kmplot.
com/analysis/
)对
CDT1
表达及生存分析结果进行
验证
。
具体操作方法如下:①
GEPIA
分析
CDT1
表
达及预后情况设置参数:
i
)
表达参数:
Gene
:
"
CDT1
"
;
Dataset
:
"
LUAD
"
;
Matched
Normal
data
:
"
Match
TCGA
normal
and
GTEx
data
"
,
其他设为数据
库默认条件
;
i
)预后参数:
Gene
:"
CDT1
"
;
Methods
:
"
overall
survival"
;
Group
Cutoff
:
"
Median
"
;
Dataset
:
“
LUAD
”
,
其他为数据库默认条件。
②
Kaplan
Meier-
plotter
分析
CDT1
表达与
癌患
OS
的
关系
细参
如
:
Gene
symbol
:
“
CDT1
"
;
surviv-
al
:
“
OS
"
;
Probe
set
options
:
“
only
JetSet
best
probe
set"
;
COX
regression
:
"multivariate"
;
其他条件选择
默认
件
。
③
UALCAN
在
分析
山东医药
2020
年第
60
卷第
27
期
CDT1
表达与肺腺癌患者预后关系的设置条件:选
癌患
理特征的相关性进行;
X
2
检验
;
单
择
"TCGA
analysis"
进行分析
;
Enter
gene
symbol
(
s
)
因素及多因素
COX
风险回归模型用
2
价
CDT1
与
癌预后的关系
;
生存分析使用
Kaplan-
Meier
法
,
生存曲线比较采用
Log-rank
检验
。
P
<
0.05
为
统
意义
。
框内填入
"CDT1"
”
数据集选择
"lung
adenocarcino
ma
;
点击
survival
。
1.3
CDT1
基因相关信号通路
分析使用
GSEA3.0
软件对
CDT1
进行基因富集分析
。
以
Mo
lecular
Signature
Database
(
MsigDB
)
数据库中的
c2
-
2
结果
2.1
肺腺癌组织
、
正常肺组织
CDT1
基因的表达
cp.
kegg.
v7.
0.
symbols.
gmt
为
基因
统计的方法
,
随机组合
水
平
较
CDT1
在
癌
组
织
表
达
水
平
(CDT1
M
e
an
=5.414
))
进行
分析
。
将
CDT1
的表达水平分为高
、
低表
正
组织((^丁口皿=
达两组
。
采用
加
0.
734
)(
P
<
0.
001
)(
1A
)
。
在
57
的
次数设
1
000
,
其他参
为默认值
。
癌组织
(
CDTl
Mean
=
5
-
005
)
与癌旁正常组织
(CDTl
Mean
=0.726)
样本中男中瘤组织
CDT1
表达水
1.
4
统
方
法
采
用
SPSS25.
0
软
件
。
用
Mann-Whitney
U
验分析
CDT1
在
癌组织和
平较癌旁正常肺组织也显著上调
(P
<0
-
001
)(
图
1B
)
。
B
正常组织样本中的表达
A
80
;
对
CDT1
表达水平与
嘲
岀
聚
一
S
3
60
40
20
嘲
岀
聚
一
S
3
注:
A
图为
TCGA-LUAD
数据集中男
DT1
在正常肺组织和肺腺癌组织中的表达比较;
B
为在
TCGA-LUAD
数据集中男
7
对配对的肺癌组织
和癌旁组织中
CDT1
的表达比较
。
图
1
CDT
1
在肺腺癌组织及正常肺组织中的表达
2
-2
肺腺癌组织
CDT1
基因表达与患者临床病理
-2.54
,
P
<0.001
)(
图
2C
)
;
UALCAN
在线数据库
特征及预后的关系
肺腺癌组织中
CDT1
基因表
达与患
分析
果也显示
CDT1
表达的
癌患
具
较
理特征的关系见表
1
。
肺腺癌组织
低的
OS(P
=0.
004
)(
图
2D
)o
表
1
中
CDT1
表达量与年龄
(P
=0
-
019
)
、
性别
(
P
=
0.049
)
、
Stage
分期
(P
=0.007
)
、
M
分期
(P
=0.042
)
肺腺癌组织
CDT1
基因表达与患者
临床病理特征的关系(例)
临床病理特征
年龄(岁)
W
60
显著相关
。
单因素
COX
分析结果显示
,
Stage
分
T
分期
r
N
分期和
CDT1
CDT1
基因
2
以作为
癌潜在的预
>60
表达
64
103
73
表达
44
123
P
后因素
(
P
均
<0.001
)
;
多因素
COX
回
归分析结果
提示
,
Stage
分期
(HR
=
1.97
,
95%
CI
:
1.22-3.17
,
P
=0
-
005
)
和
CDT1
(HR
=
1.
43
,
95%
CI
:
1.14
-
5.
474
0.
019
1.79
,
P
=0.002
)
可以作为肺腺癌的独立预后影响
性别
男
女
Stage
分
(
)
I
+
II
94
91
76
3.
881
0.
049
因素(
表
2
)
。
2.3
CDT1
与
癌预后的关系以及在线工具验
皿
+
N
T
分期(期)
T
]
+T
2
T
3
+T
4
M
分
(
)
137
30
145
22
116
51
144
23
7.
188
0.
007
证结果
CDT1
表达与
癌患
良预后有关
0.
026
0.
873
(P
=0.029
)(
见图
2A
)o
GEPIA
数据库在线验证结
果显示
CDT1
在
癌组织中
表达
CDT1
表
达组
OS
高于高表达组
(P
=0.001
9
)(
图
2B
)
;
Kap
lan
Meier-plotter
在
M
0
M
i
N
分
(
)
161
6
152
15
4.
116
0.
042
分析结果表明
,
高表达
N
q
+N]
N
2
+
N
3
146
21
136
31
2.
278
0.
131
组肺腺癌患者的
OS
较低
(HR
=2
-
15
,
95%
CI
1.81
21
山东医药
2020
年第
60
卷第
27
期
表
2
肺腺癌患者单因素和多因素
COX
回归分析结果
影响因素
年龄
-
单因素分析结果
多因素分析果
P
0.
987
0.
930
<0.001
<0.001
HR(
9
5%CI
1.000(0.981
~1.019
)
0.984(0.686
〜
1.412
)
1.637(1.389
〜
1.929
)
1.588(1.278
〜
1.974
)
1.698(0.933
~3.091
)
HR(
9
5%CI
1.014(0.994
〜
1.034
)
P
0.
161
0.
571
0.
005
0.
172
0.
130
0.
850
0.
002
性
Stage
分
0.900(0.624
〜
1.300
)
1.968(1.221
~3.
171
)
1.183(0.930
〜
1.508
)
T
分
M
分期
N
分期
0.
083
<0.001
<0.001
0.380(0.
109
~1.329
)
0.961(0.638
〜
1.448
)
1.772(1.446
〜
2.172
)
1.444(1.
178
~1.770
)
CDT1
1.425(1.
138
~1.786
)
注:
A
为
TCGA-LUAD
数据集中的数据
;
B
分别为
GEPIA
在线数据库数据;
C
为
Kaplan
Meier-plotter
数据库中数据
。
图
2
CDT
1
高表达组和低表达组生存曲线
2.4
CDT1
基因相关信号通路
CDT1
基因高表达
3
讨论
DNA
复制是细胞增殖的关键步骤
。
正常情况
,DNA
复制的
样
在细胞周期
、
瞟吟与
代谢
、
RNA
、
核
Z
酸切除修复以及
P53
信号通路中
,
详见
过
受到体内分子
的严
表
3
。
表
3
CDT1
基因
GSEA
功能富集分析结果
富集通路
细胞
嘴喘代谢
剪接体
RNA
密调
控
,
以确保机体进行正常的细胞增殖
。
DNA
复
富集
标
准
化
分
0.
78
0.
70
0.
80
0.
68
0.
75
0.
57
0.
89
0.
81
0.
81
0.
83
0.
84
0.
58
0.
70
0.
58
0.
57
0.
53
0.
91
0.
85
0.
75
0.
63
分
2.
54
2.
46
2.
44
2.
35
2.
31
2.
29
2.
27
2.
27
2.
26
2.
24
2.
23
2.
22
2.
21
2.
21
2.
17
2.
15
2.
15
2.
10
2.
07
2.
07
P
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.
002
0
FDR
误造成的
DNA
损伤可导致癌转化
、
发育
和
衰老
[
2
]。
DNA
复制起点许可是控制细胞分裂和基
因组
性的
进化
步骤
,
该步
.要是由
0
0
0
0
脂质体维
持
(
MCM
)
复
的
DNA
装载
的
。
CDT1
真核细胞的
DNA
复制起点
过
核
Z
酸切除修复
代
体
tRNA
生物合成
基底切除修复
重组
基
酸和二竣酸代谢
P53
信号通路
基础转录因子
细胞减数分裂
导
细胞成熟
泛素介导的蛋白水解
DNA
复
复
RNA
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
<0.001
0.
002
0.
003
0.
003
程中必不可少的组分。
CDT1
可与
ORC
和
CDC6
协
同作用
,
招募并参与解旋酶
MCM
的核心装载
[
7
]
0
因此
,CDT1
的任何
都
导致
DNA
复制过程
出错
,
从而激活
DNA
损伤检查点诱发机体的恶性转
化
[
13
]
。
Arentson
等
[
14
]
在一种永生化的原始红细胞系
中
,
通过整合逆转录病毒
DNA
活了
CDT1
,
他们发
现过表达
CDT1
的
NIH3T3
细胞能够在
Rag2
-/-
小
0
0
0
0.
002
鼠中形成肿瘤
,
由此鉴定
CDT1
在的致癌
基因
。
Bravou
等
[
11
]
通过免疫组化检测发现,与非肿
瘤性
亨廷顿病
,
癌灶内
CDT1
表达
22
山东医药
2020
年第
60
卷第
27
期
增强
。
另有研究者指出
,
在肝细胞癌中
CDT1
的过
表达与
DNA
损伤反应有关
,
而且
CDT1
的过表达与
肿瘤分级以及
TNM
分期显著相关
,
是肝细胞癌的重
要预后生物标志物
[
0
]
。
这些研究均表明了
CDT1
在多种肿瘤的发生发展过程中扮演了重要角色
。
Karakaidos
等
[
15
]
报道了在非小细胞肺癌的一个亚群
[2
Zhang
JT
Li
Y
Yan
LX
et
al.
Disparity
in
clinical
outcomes
be
]
,
,
,
tween
pure
and
combined
pulmonary
large-cell
neuroendocrine
car
cinoma
a
multi-center
retrospective
study
J
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KC
,
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J
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[
4
]
Nishitani
H
,
Lygerou
Z
,
Nishimoto
T
,
et
al.
The
Cdtl
protein
is
required
to
license
DNA
for
replication
in
fission
yeast
[
J
]
.
Na
ture
,
2000
男
04(6778
)
:
625-628.
2019,139:118-123.
中男
DT1
显著过表达
,
且与
CDC6
水平呈正相关
,
并
且
CDT1
及
CDC6
的过表达与
p53
的突变一致
,
说
明
CDT1
过表达可导致细胞过度复制
,
同时可影响
染色体的稳定性
,
然而该研究并未具体分析
CDT1
[
5
]
Maiorano
D
,
Moreau
J
,
Mechali
M.
XCDT1
is
required
for
the
as
sembly
of
pre-replicative
complexes
in
Xenopus
laevis
[
J
]
.
Na
在肺腺癌患者中的表达与临床预后的关系
。
正常情况下男
DT1
受到多种机制的负性调控
,
一旦解除对
CDT1
的调控可导致染色体损伤
,
从而
导致染色体的不稳定性
,
进一步诱发正常细胞突变
成肿瘤
[
6
]
。
本研究利用生信挖掘的方法
,
通过下载
并分析
TCGA-LUAD
数据集基因表达谱数据发现,
与正常肺组织相比
,
CDT1
在肺腺癌组织中的表达
水平显著上调
。
同时有研究
[
17
]
显示
,
CDT
1
是肿瘤
发展与发生
浸
润转移的重要因素
。
本研究通过
H
检验分析验证了
CDT1
表达水平与患者的
Stage
分
期及远处转移具有显著相关性,多因素
COX
回
归分
析提示
CDT1
可作为肺腺癌的独立预后因子
。
另有
研究
[
⑻发现,转基因过表达
CDT1
的模型小鼠生存
期不超过两周
,
显著低于正常小鼠
。
本研究的生存
分析以及在线工具验证结果也表明
CDT1
高表达的
肺腺癌患者总体生存率较差
。
GSEA
功能富集分析
预测结果显示
,
CDT1
可能参与调节细胞周期和与
致癌信号相关的通路
,
但其参与调节的具体生物学
信号通路仍有待实验验证
。
由此可见
,
CDT1
基因
表达水平的变化对肺腺癌发生发展具有显著影响
。
综上所述
,
CDT1
在肺腺癌患者中高表达
,
与肺
癌患
的
Stage
分
及
处转移等
关,
为
导致肺腺癌不良预后的独立危险因子
,
并通过参与
多种信号通路促进肺腺癌的发生发展
。
本研究的局
限性在于仅从生物信息学角度对
CDT1
在肺腺癌组
织中的表达变化及与患者临床病理特征
、
预后相关
性和信号通路等进行分析,而缺乏
CDT1
参与肺腺
癌发生发展的体内外生物学实验研究证据
。
因此,
接下来应通过具体相关实验验证本研究中的生信分
析研究结果
,
从而为将来
CDT1
作为肺腺癌治疗的
分子靶点提供更多临床线索及证据
。
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down-
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cell
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characterizes
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carcinomas
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effect
with
mutant
p53
on
tumor
growth
and
chromosomal
instability--evidence
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E2F-1
transcriptional
control
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hCdtl
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leads
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chro
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)
23
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