基于生物信息学技术筛选结直肠癌的差异基因和中药预测研究

摘要：通过生物信息学技术筛选并分析结直肠癌(colorectal cancer,CRC)与正常组织的差异基因,预测可用于诊断和治疗 CRC 的生物标志物及中药。从基因表达数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)获取 GSE21815、GSE106582、GSE41657 基因芯片,应用 GEO2R 工具获取差异表达基因( differentially expressed genes,DEGs);应用 DAVID 数据库对 DEGs 进行基因本体论 (Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)分析;通过 STRING 数据库构建蛋白-蛋白互作网络,应用 MCODE、 CytoHubba 插件筛选网络中显著模块及关键基因;分别应用 UCSC、 cBioPortal、 Oncomine 在线数据库对关键基因进行分层聚类、生存分析、Oncomine 分析和临床资料相关性分析;应用 Coremine Medical 数据库预测作用于关键基因的中药。共筛选出 284 个 DEGs,其中 146 个上调基因,138 个下调基因。上调基因显著富集在细胞周期、NLRs 通路、TNF 信号通路等途径;下调基因显著富集在矿物质吸收、氮代谢、碳酸氢盐在近端小管重吸收等通路。 15 个关键基因为 CDK1、CDC20、AURKA、MELK、TOP2A、PTTG1、BUB1、CDCA5、CDC45、TPX2、NEK2、CEP55、CENPN、TRIP13、GINS2, 其中 CDK1 和 CDC20 被视为核心基因。 CDK1 和 CDC20 的高表达有着较差的生存预后,并且它们在多种癌症中显著表达,尤其是乳腺癌、肺癌、CRC;CDK1 和 CDC20 的表达与性别、肿瘤类型、TNM 分期、KRAS 基因突变具有相关性。预测出治疗 CRC 的潜在中药代表药物有黄芩、半枝莲、紫草等。 CDK1 和 CDC20 的显著表达有助于区分肿瘤组织和正常组织,并与生存预后有关,有望成为诊断和治疗 CRC 的生物标志物,该研究为将来新型药物的开发提供参考方向。

作者：贠张君#王慧静#俞仪萱#孙梓宜#姚树坤

组织： 1.北京中医药大学；2.中日友好医院消化内科

发表日期： 2023-02-28 (中科知库平台首次上架日期，不代表论文发表的时间)

分类：技术

关键词：结直肠癌生物信息学差异表达基因中药预测

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