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Authors Fan QW, Liu BR
Received 15 April 2017
Accepted for publication 1 June 2017
Published 19 July 2017 Volume 2017:10 Pages 3591—3606
DOI https://doi.org/10.2147/OTT.S139686
Checked for plagiarism Yes
Review by Single-blind
Peer reviewers approved by Dr Akshita Wason
Peer reviewer comments 2
Editor who approved publication: Dr Carlos Vigil Gonzales
目的:本研究的目的是应用基因芯片联合生物信息学方法,探索新型蛋白酶体抑制剂 ixazomib 抗结直肠癌的作用及机制。
材料和方法:采用 Cell Counting Kit-8(CCK-8)法进行细胞增殖实验,检测不同浓度及不同作用时间下,ixazomib 对结直肠癌细胞 SW620 生长增殖产生的作用。其后,对 3 份经 ixazomib 处理的 SW620 细胞样本及 3 份未经 ixazomib 处理的 SW620 细胞样本(共 6 份样本)进行基因芯片实验。使用 R 语言 LIMMA (the Linear Models
for Microarray data) 包筛选 ixazomib 处理组与未处理组细胞间差异表达的基因。应用 DAVID 数据库(The Database for
Annotation, Visualization and Integrated Discovery)对差异表达基因进行 GO(Gene Ontology)基因功能注释和富集分析,应用 KOBAS 在线分析平台(KO-Based Annotation System)对差异表达基因进行 KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes
and Genomes) 通路富集分析。使用 STRING 数据库(Search Tool for the
Retrieval of Interacting Genes/Proteins)构建蛋白质-蛋白质相互作用网络。其后,对蛋白质-蛋白质相互作用网络进行进一步的子网络模块分析。
结果:细胞增殖实验结果显示,ixazomib 可以抑制结直肠癌细胞 SW620 的生长增殖,并且随着 ixazomib 浓度的升高和作用时间的增加,其对 SW620 细胞增殖的抑制作用逐渐增强。基因芯片实验结果显示,在 ixazomib 处理组与未处理组的细胞样本间共得到 743 个差异表达的基因。其中,203 个基因(例如 HSPA6 )的表达量经过 ixazomib 处理后上调,540 个基因(例如 APCDD1 )的表达量经 ixazomib 处理后下调。GO 分析结果表明,这些差异表达基因富集于包括蛋白结合、凋亡过程、转录因子活性和蛋白酶体等在内的共 83 个 GO 条目。KEGG 通路富集分析结果表明,差异表达基因富集于包括凋亡通路、细胞周期通路在内的共 37 个 KEGG 通路。在构建的蛋白质-蛋白质相互作用网络中,共得到了 46 个枢纽基因(例如 TP53 , JUN 和 ITGA2 )。对蛋白质-蛋白质相互作用网络的进一步分析发现了其内包含的 3 个具有重要功能的子网络模块。
结论:新型蛋白酶体抑制剂 ixazomib 可以显著抑制结直肠癌 SW620 细胞的增殖。它可以通过改变 HSPA6 , APCDD1 , TP53 和 JUN 等基因的表达,通过调控细胞凋亡、影响细胞周期进展等实现其抗结直肠癌的作用。这些结果显示 ixazomib 在结直肠癌的治疗中具有一定的潜力。
关键词:结直肠癌;ixazomib;差异表达基因;功能富集分析;蛋白质-蛋白质相互作用
摘要视频链接:Microarray and bioinformatics analysis of ixazomib on colorectal
cancer