基于生物信息学的胃肠道癌症差异甲基化-差异表达基因联合筛选分析

背景:胃肠道癌症的发生、发展是多基因参与、多因素作用的结果。DNA甲基化是重要的表观遗传调控方式之一,对胃肠道癌症的诊断和治疗具有重要作用。目的:利用生物信息学分析方法,筛选并验证胃肠道癌症共同的差异甲基化-差异表达基因,为解析DNA甲基化在胃肠道癌症发生、发展中的分子机制提供理论依据。方法:选取GEO数据库中表达谱芯片和甲基化芯片数据,应用GEO2R筛选胃肠道癌症共同的差异甲基化-差异表达基因,STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,筛选出核心基因,行GO分析和KEGG分析,并应用TCGA数据库进行验证。结果:共筛选出胃肠道癌症60个高甲基化-低表达基因(Hyper-LGs)和407个低甲基化-高表达基因(Hypo-HGs)。GO分析示Hyper-LGs涉及46个功能,Hypo-HGs涉及164个功能。KEGG分析示Hyper-LGs主要富集于Rap1信号通路、吗啡成瘾通路等,而Hypo-HGs主要富集于ECM-受体相互作用信号通路、细胞周期通路、PI3K-Akt信号通路等。TCGA数据库验证结果显示,CDH2为胃肠道癌症共同的Hyper-LGs,EXO1为共同的Hypo-HGs。结论:基于生物信息学的差异甲基化-差异表达基因联合筛选分析可为阐明DNA甲基化在胃肠道癌症发生、发展中的表观遗传学作用提供新的线索,有助于全面解析胃肠道癌症DNA甲基化调控的作用及其机制,为胃肠道癌症诊断标志物的筛选和药物治疗精准靶点的选择提供理论基础。