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应用基因芯片联合生物信息学方法对新型蛋白酶体抑制剂 ixazomib 抗结直肠癌作用及机制的研究

 

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-8CCK-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 份经 ixazomib 处理的 SW620 细胞样本及 份未经 ixazomib 处理的 SW620 细胞样本(共 份样本)进行基因芯片实验。使用 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 GOGene 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 KEGGKyoto 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    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  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   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   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