基于生物信息学对结肠癌潜在枢纽基因的筛选及验证

目的:利用生物信息学方法挖掘结肠癌的枢纽基因及潜在标志物。方法:利用GEO2R分析结肠癌相关芯片集GSE41258、GSE41328和GSE44861中的差异基因;DAVID数据库进行GO富集分析和KEGG通路分析;STRING在线软件分析差异基因的蛋白质相互作用网络(PPI),并通过Cytoscape筛选枢纽基因;GEPIA在线软件验证枢纽基因的表达及预后价值。结果:共筛选出67个上调差异基因和75个下调差异基因。GO富集分析显示差异基因主要参与的细胞生物学过程包括细胞黏附、细胞外基质形成及胶原蛋白分解代谢过程;KEGG通路分析显示差异基因主要富集于PI3K-AKT信号通路、细胞因子与细胞因子受体相互作用及癌症通路;通过PPI分析筛选出的枢纽基因包括CCND1、COL1A1、COL1A2、CXCL1、CXCL8、CXCL12、MMP1、MMP3、MYC和SPP1。经验证,CCND1、COL1A1、COL1A2、CXCL1、CXCL8、MMP1、MMP3、MYC和SPP1在结肠腺癌组织中表达显著高于正常结肠组织,而CXCL12在癌组织中表达显著低于正常组织。生存分析显示,COL1A2过表达与结肠腺癌患者总生存率(OS)和无病生存率(DFS)呈负相关(P<0.05,P<0.01),COL1A1过表达与结肠腺癌DFS呈负相关(P<0.05)。结论:通过生物信息学筛选出结肠癌10个潜在枢纽基因和2个预后相关基因,为结肠癌的分子机制研究及预后判断提供了新靶点。