徐建波; 周星宇; 谢琴琴; 欧信德; 叶锦宁; 彭建军; 吴晖

doi:10.3877/cma.j.issn.1674-0793.2020.05.007

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结直肠癌奥沙利铂耐药关键基因的生物信息学分析及意义

中华普通外科学文献（电子版）, 2020,14(5) : 349-354. DOI: 10.3877/cma.j.issn.1674-0793.2020.05.007

摘要

目的

筛选与结直肠癌（CRC）中奥沙利铂（OXA）耐药性相关的基因和通路。

方法

首先通过GEO数据库分析GSE76092的基因表达谱，筛选出CRC的OXA敏感和OXA耐药细胞系之间的差异表达基因（DEGs）。利用DAVID数据库进行基因本体论（Go）分析和京都基因和基因组百科全书（KEGG）通路分析。通过STRING工具构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络。经MCODE插件选择关键基因，并利用GEPIA工具进行生存分析。最后使用miRWalk数据库预测相关的miRNA。

结果

通过数据分析总共获得474个DEGs，并筛选了相关的信号通路和PPI网络。筛选出15个中心基因，其中7个显著参与NF-κB和趋化因子信号等通路。对7个关键基因的生存分析表明，CXCL8、IL-1β和PTGS2表达水平与CRC患者的总体生存相关。预测hsa-miR-6893-5p、hsa-miR-7851-3p和hsa-miR-96-3p是OXA耐药相关核心miRNA。

结论

基于生物信息学筛选出来的OXA耐药关键基因和信号通路，为CRC中OXA耐药的潜在机制提供更深入的了解。

引用本文: 徐建波, 周星宇, 谢琴琴, 等. 结直肠癌奥沙利铂耐药关键基因的生物信息学分析及意义 [J/OL] . 中华普通外科学文献（电子版）, 2020, 14(5) : 349-354. DOI: 10.3877/cma.j.issn.1674-0793.2020.05.007.

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结直肠癌（colorectal cancer, CRC）是世界上第四大最常见的癌症，也是与癌症相关的死亡的第二大主要原因^[1]。CRC耐药相关靶向药物研发的不足已经成为制约我国CRC防治的瓶颈^[2]。奥沙利铂（oxaliplatin, OXA）是第三代铂类药物，通常与氟尿嘧啶、亚叶酸钙联合用于晚期或者转移性CRC的一线治疗^[3]。然而，OXA的临床发展受到CRC细胞耐药性的限制，OXA耐药性仍然是CRC治疗的主要障碍^[4]。因此，目前亟待探索与OXA耐药相关的分子生物标志物，以改善治疗效果并更好地了解其潜在机制。基因芯片可以在一个实验中快速检测同一样本中整个基因组的表达，尤其是差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs）。现在，已经产生了许多CRC相关的切片数据并存储在公共数据库中，这为我们的研究提供了依据。本研究通过对来自GEO（Gene Expression Omnibus）数据库中GSE76092基因表达谱进行生物信息学分析，为靶向潜在的基因或miRNA从而降低CRC中的OXA耐药性提供理论基础。

贡献者信息

徐建波

510080　广州，中山大学附属第一医院胃肠外科中心

周星宇

510080　广州，中山大学附属第一医院胃肠外科中心

谢琴琴

510080　广州，中山大学护理学院

欧信德

510080　广州，中山大学附属第一医院胃肠外科中心

叶锦宁

510080　广州，中山大学附属第一医院胃肠外科中心

彭建军

510080　广州，中山大学附属第一医院胃肠外科中心

吴晖

510080　广州，中山大学附属第一医院胃肠外科中心

通信作者

徐建波

510080　广州，中山大学附属第一医院胃肠外科中心

Email：xjianb@mail.sysu.edu.cn

关键词

结直肠肿瘤; 奥沙利铂; 耐药性; 生物信息学分析;

基金项目

国家自然科学基金资助项目（81672343，81871915）

广东省自然科学基金资助项目（2015A030313053，2017A030313570）

广州市科学技术计划项目（201607010050）

作者声明

徐建波,周星宇,谢琴琴,等.结直肠癌奥沙利铂耐药关键基因的生物信息学分析及意义[J/CD].中华普通外科学文献（电子版）, 2020, 14(5): 349-354.

历史

出版日期：2020-10-01

收稿日期：2020-06-05

本文编辑

杨克魁

Original Article

Bioinformatics analysis and significance of key genes for oxaliplatin resistance in colorectal cancer

Xu Jianbo, Zhou Xingyu, Xie Qinqin, Ou Xinde, Ye Jinning, Peng Jianjun, Wu Hui

Published 2020-10-01

Cite as Chin Arch Gen Surg(Electronic Edition), 2020, 14(5): 349-354. DOI: 10.3877/cma.j.issn.1674-0793.2020.05.007

Abstract

Objective

To identify the gene signatures and pathways associated with oxaliplatin (OXA) resistance in colorectal cancer (CRC).

Methods

The gene expression profile of GSE76092 was analyzed from the Gene Expression Omnibus (GEO) database. Via GEO2R tool, differentially expressed genes (DEGs) between OXA-sensitive and OXA-resistant cell lines of CRC were sorted. Then the DAVID online tool was used to analyze Gene Ontology (GO) and Kyoto Encyclopedia of Gene and Genome (KEGG) pathway. Next, protein-protein interaction (PPI) networks were constructed by STRING and modified by Cytoscape. The hub genes were selected via MCODE plugin and the survival analysis was performed on the GEPIA. Finally, the miRWalk was used to predict the gene-related miRNAs.

Results

A total of 474 DEGs were obtained. The DEGs-related GO and KEGG pathways were identified and the PPI networks were built. Among them, 15 hub genes were screened out, 7 of which were significantly involved in NF-kappa B signaling pathway and Chemokine signaling pathway. The survival analysis of the 7 key genes indicated that CXCL8, IL-1β and PTGS2 expression levels were associated with overall survival. Finally, hsa-miR-6893-5p, hsa-miR-7851-3p and hsa-miR-96-3p were predicted as the core miRNAs.

Conclusion

On the basis of bioinformatical methods, key genes and pathways in OXA-resistant CRC were identified, which could provide a deeper understanding of underlying mechanisms of OXA resistance in CRC.

Key words:

Colorectal Neoplasms; Oxaliplatin; Resistance; Bioinformatics analysis

Contributor Information

Xu Jianbo