李翔宇
川北医学院 四川南充 637000
目的:通过生物信息学分析，探讨NSC319726在卵巢癌中的分子机制。
方法:从基因表达综合数据库下载基因表达谱GSE35972。使用limma软件包分析未处理和处理样品间的差异表达基因(DEGs)。利用信号通路影响分析软件进行分析，并对DEGs进行功能注释，构建蛋白-蛋白相互作用网络。结果:共鉴定出120个上调和126个下调的DEGs。6个京都百科基因和基因组通路被DEGs显著干扰。卵母细胞减数分裂被8个下调的DEGs富集。功能注释后，8个转录因子上调。结论:NSC319726可能通过参与卵母细胞减数分裂途径的靶向基因RPS6KA6、BCL6、FOXO3、CCNB1、CDC20等对卵巢癌发挥有效的抗卵巢癌作用。
关键词:卵巢癌，NSC319726，差异表达基因，通路影响分析，蛋白-蛋白相互作用
介绍
卵巢癌是最致命的妇科恶性肿瘤，据估计全世界每年有20万病例和12.5万例死亡。2目前，对该病缺乏成功的治疗策略。大多数患者有复发，并且对后续治疗的反应通常是短暂的。4,5 NSC319726是新发现的抗肿瘤小分子药物，对p53R175蛋白起作用。7，10但这种小分子药物的基因抗癌机制尚不清楚。在本研究中，我们利用生物信息学方法评估了NSC319726处理和GSE35972未处理的上皮性卵巢癌细胞的基因表达谱以探讨作用。
数据和方法
affymetrix微阵列数据
芯片表达谱数据集GSE35972下载于国家生物技术信息中心基因表达综合数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/)。
数据预处理和差分表达式分析
原始数据首先使用R语言中的Affy11包进行处理。
Degs的途径分析
《京都基因与基因组百科全书》(KEGG)14知识库用于将相关的基因集按各自的途径进行分类。此外，我们还利用SPIA中的Bonferroni校正程序计算了FDR。
根据转录因子(transcription factors, TFs)的数据信息，我们进行了功能注释分析，以确定这些DEGs是否具有转录调控功能。
PPi网络的构建和子网识别
本文利用STRING在线工具对DEGs的PPI进行分析，并利用Cytoscape软件包构建PPI网络。
结果
DEGs的鉴定
经过数据预处理，我们评估了246个基因在处理后的样本与未处理的样本中有差异表达，包括120个上调的DEGs和126个下调的DEGs。
通路的影响分析
在整体通路显著性阈值p值0.05下，有6条KEGG通路受到DEGs的显著影响。
Degs的功能注释
通过对TFs和标签的表达进行研究，我们发现8个TFs显著上调，3个TFs显著下调。
PPi网络建设
基于字符串数据库，我们确定了度为.36的12个节点为枢纽基因。
子网络识别和功能富集分析
在CFinder的基础上，得到了6对相互作用子网络和653对相互作用子网络。
讨论
在所有妇科癌症中，卵巢癌是最常见的癌症死亡原因，而在过去的30年里，治疗并没有提高治愈率。
因此，寻找一种有效的治疗策略非常重要。在本研究中，共鉴定了120个上调和126个下调的差异表达基因(DEGs) 通过GSE35972基因表达谱检测未处理样本。有6个途径受到DEGs的显著影响。在卵母细胞减数分裂途径中富集了8个下调的DEGs。提示这些基因和通路可能是NSC319726治疗卵巢癌的候选因子。本文发现nsc319726处理组RPS6KA6表达下调。RPS6KA6属于核糖体s6激酶(RSK)家族，在细胞生长和增殖中发挥作用。另外，RPS6KA6在卵母细胞减数分裂途径中富集，被认为是最受干扰的途径，在nsc319726处理的样品中被激活。该通路的激活可能提示NSC319726对卵巢癌的治疗作用。我们推测该通路的激活可能是由于NSC319726作用下RPS6KA6下调引起的。综上所示，NSC319726可能以影响卵母细胞减数分裂途径的RPS6KA6为靶点，有望成为卵巢癌患者的一种新的潜在抗癌药物。在本文中，我们发现BCL6的TF和FOXO3的TSG在处理后的样品中过表达。FOXO3是一种TSG，参与到PPI网络和子网中。该基因可能通过表达细胞死亡所必需的基因而触发细胞凋亡。在我们的研究中，FOXO3在NSC319726处理后的样品中过表达，提示FOXO3可能是NSC319726靶向的关键基因。总之，BCL6的TF和FOXO3的TSG可能是NSC319726的目标。另外，CCNB1是在某些癌症中，主要的细胞周期蛋白与预后不良有关，如乳腺癌。重要的是，CCNB1被证明在TP53突变的肿瘤中过表达，而TP53被证明以相反的方式调节CCNB1的启动子。p53蛋白可以通过直接和间接调控细胞周期和凋亡相关基因的转录来抑制恶性转化。在NSC319726处理的样本中，CCNB1和CDC20均下调，说明NSC319726可能靶向CCNB1和CDC20发挥对卵巢癌的治疗作用。在我们的研究中，NSC319726可能对卵巢癌有治疗作用。为保证治疗的顺利进行，迫切需要开展以规避耐药为核心的研究。虽然生物信息学技术具有识别和验证严重疾病候选药物的潜力，但本研究仍存在一些局限性。首先，微阵列分析的样本量小，可能导致假阳性结果率高。其次，本研究缺乏实验验证。此外，未来还需要更大样本量的遗传学和实验研究来确认结果。
结论
总之，我们的数据为可能参与卵巢癌治疗的DEGs和通路提供了全面的生物信息学分析。本研究结果有助于我们了解NSC319726治疗卵巢癌的潜在分子机制。RPS6KA6、BCL6、FOXO3、CCNB1、CDC20等DEGs和卵母细胞减数分裂途径可能是NSC319726潜在的卵巢癌治疗靶点。
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