隆纳霉素引起三阴性乳腺癌细胞周期阻滞基因表达谱及关键通路的生物信息学分析

目的利用生物信息学方法分析隆纳霉素对人三阴性乳腺癌细胞系细胞周期阻滞的作用机制。方法利用隆纳霉素处理人三阴性乳腺癌细胞系MDA-MB-468细胞48、72 h,计算IC50,采用流式细胞术分析细胞周期变化。选取0.8μmol/L隆纳霉素处理48 h的MDA-MB-468细胞和未加药处理的对照细胞进行转录组测序,测序数据经质量控制过滤后,使用DESeq21.16.1软件进行差异表达基因分析,并进行基因本体和京都基因与基因组百科全书功能分析及基因集富集分析,用STRING工具进行蛋白质相互作用网络分析及用AutoDock 1.5.6软件进行分子对接预测。结果隆纳霉素干预MDA-MB-468细胞48、72 h的IC50分别为2.733和0.866μmol/L,且流式细胞术分析显示隆纳霉素干预48 h有明显G2/M阻滞作用。隆纳霉素干预后共筛选出1764个差异表达基因,主要定位于NF-κB介导的TNF-α通路和P53通路,G蛋白γ亚基7(GNG7)、G蛋白γ亚基11(GNG11)、C-X-C基序趋化因子配体8(CXCL8)、腺苷酸环化酶2(ADCY2)等基因可能是隆纳霉素作用基因网络中的关键节点。隆纳霉素与DNA分子、拓扑异构酶、基因表达调节蛋白[20S蛋白酶体β亚单位5(PSMB5)和含有SET结构域7的组蛋白赖氨酸甲基转移酶(SETD7)]有较好的结合及相互作用。结论隆纳霉素具有与蝴蝶霉素类似的功能,其通过与DNA-拓扑异构酶Ⅰ复合物中的DNA分子结合发挥抗肿瘤活性;还可通过与基因表达调节蛋白PSMB5和SETD7结合影响GNG7、GNG11、CXCL8、ADCY2等基因的表达水平,从而上调NF-κB介导的TNF-α通路和P53通路,最终导致乳腺癌细胞发生G2/M阻滞,发挥抗肿瘤作用。