胃癌发病关键基因调控网络构建及其靶向治疗中药活性成分筛选研究

作者：宋厚盼; 刘恒铭; 仇婧玥; 冯瑶; 吴嫚婷; 喻昶; 熊萌; 曾梅艳^*

来源：中草药, 2021, 52(22): 6939-6952.

• 胃癌
• 差异表达基因
• 生物信息学
• 中药活性成分
• 免疫细胞浸润
• 预后分析
• 桦木酸
• 长春新碱
• 丹参酮

目的通过生物信息学方法分析与胃癌发病密切相关的基因调控网络,探讨其在胃癌预后中的价值,并进一步挖掘靶向治疗胃癌的中药活性成分。方法通过GEO数据库获取GSE103236胃癌芯片数据,对芯片数据进行均一化处理,分析胃癌组织与正常胃组织的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs);应用Metascape数据库对DEGs进行基因本体论(genetic ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路分析;通过String数据库构建DEGs蛋白交互作用网络;采用Cytohubba筛选关键基因,分析关键基因表达程度与患者的预后及免疫细胞浸润的相关性;运用CTD数据库筛选能靶向作用于关键DEGs的中药活性成分。结果共获得45 015个胃癌组织与正常组织的DEGs,其中显著性DEGs 176个。它们与细胞周期过程调控、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinases,MAPK)级联调控等生物过程密切相关,集中于细胞外区域、细胞外泌体等细胞组分,主要参与胰岛素样生长因子结合、Wnt蛋白结合等细胞功能。KEGG分析发现显著性DEGs主要参与环磷酸酰胺(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)信号通路、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositide 3-kinases/protein kinase B,PI3K/Akt)信号通路、癌症转录失调、p53信号级联等信号通路。筛选出TIMP1、SPP1、APOE、APOB、FGA、FGG、CYR61、IGFBP1、CHGB、SCG3 10个关键基因。这些基因表达异常均与免疫细胞的大范围浸润存在极高的相关性,其中TIMP1、IGFBP1、CYR61、FGG、APOE、APOB 6个关键基因的异常表达显著影响患者的生存率。进一步挖掘出桦木酸、长春新碱、丹参酮等30个可能靶向治疗胃癌的中药活性成分。结论筛选出10个与胃癌发病密切相关的核心基因,并分析了这些核心基因与胃癌患者预后及免疫细胞浸润的相关性;挖掘出30个可能用于胃癌靶向治疗的中药活性成分;研究结果可为胃癌生物标志物的筛选、胃癌的防治及预后分析提供思路和参考。

• 单位
  湖南中医药大学