基于加权基因共表达网络分析识别F2RL1为结直肠癌的核心致病基因

目的 通过生物信息学方法鉴定与结直肠癌相关的核心基因,并初步验证.方法 从TCGA数据库中下载正常人和结肠腺癌(COAD)患者的临床资料和基因表达数据;从GEO数据库中下载275例结直肠癌患者的肿瘤组织及其癌旁正常组织基因表达数据.通过差异表达基因分析和加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选差异共表达基因.对差异共表达基因进行GO和KEGG分析,并通过STRING数据库构建蛋白质互作(PPI)网络,最后利用Cytoscape插件CytoHubba提取候选核心基因.将与总生存期(OS)相关的核心基因通过人类蛋白图谱(HPA)数据库验证其蛋白表达,并通过单基因GSEA探索核心基因相关的信号通路.通过Western blot法在人正常结肠上皮细胞HCoEpiC和结直肠癌细胞HCT116、LoVo中验证生信分析的结果.结果 通过对TCGA和GSE89076数据集的WGCNA和差异表达基因分析识别到436个差异共表达基因,用R语言clusterProfiler包进行功能和通路富集分析:GO分析结果显示,这些基因在714个生物过程、45个细胞组成和153个分子功能中富集;KEGG分析结果显示,这些基因在9条通路中富集.在436个差异共表达基因的PPI网络中鉴定了10个候选核心基因(BDKRB2、GCG、EDN2、EDN3、P2RY2、P2RY1、F2RL1、GNA11、SST、ADRA2).通过GEPIA2在线工具对候选核心基因的预后价值进行验证,发现F2RL1与COAD患者OS相关.经HPA数据库验证,F2RL1蛋白表达水平在结直肠癌样本中下调,这与其mRNA水平的改变一致.单基因GSEA分析提示F2RL1与结直肠癌的发生发展密切相关.Western blot实验证明F2RL1在人结直肠癌细胞系中表达下调.结论 F2RL1可作为结直肠癌的候选生物标志物,本研究为结直肠癌的诊断、预后及靶向治疗提供了新线索.