吉林大学学报(医学版) ›› 2025, Vol. 51 ›› Issue (3): 703-715.doi: 10.13481/j.1671-587X.20250315
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Changyu SHI1,Yong LI1,Jing DENG1,Chunmei PIAO2,Ming JIN1(
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摘要:
目的 基于生物信息学方法分析补体替代途径对小鼠结直肠癌(CRC)肝转移模型的调控作用,并进行实验验证。 方法 以“CRC肝转移”为关键词在基因表达综合(GEO)数据库中进行检索,获取GSE81558 GEO数据集,包括正常结肠组织样本、CRC组织样本和CRC肝转移组织样本,采用生物信息学方法分析,筛选差异表达基因(DEGs)。使用R和Cytoscape软件进行基因本体论(GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析并进行可视化,利用检索相互作用基因/蛋白质(STRING)数据库对DEGs相关蛋白-蛋白相互作用(PPI)进行评估,绘制PPI网络图。12只C57BL/6小鼠脾脏注射SL4肿瘤细胞,并于0、7和14 d后采集小鼠肝组织,采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测小鼠肝转移灶中补体途径相关基因表达水平。采用小鼠CRC肝转移模型验证补体信号通路,将小鼠分为对照组、B因子(FB)敲除组(FB-/-)和C4因子敲除组(C4-/-),每组6只,检测各组小鼠肝脏质量,HE染色观察对照组和FB-/-组小鼠CRC肝转移灶形态表现并计算肝转移灶面积百分率,免疫组织化学染色法观察对照组和FB-/-组小鼠肝组织中巨噬细胞浸润情况,计算巨噬细胞浸润百分率。 结果 正常结肠组织样本与CRC组织样本以及CRC组织样本与CRC肝转移组织样本之间距离较远,提示样本间差异性较大,可以对DEGs进行后续分析。在正常结肠组织样本与CRC组织样本数据集中共筛选出1 908个DEGs,其中771个DEGs上调,1 137个DEGs下调。在CRC与CRC肝转移数据集中共发现23个上调的DEGs及100个下调的DEGs。GO功能富集分析,与正常结肠组织样本比较,CRC组织样本的DEGs主要集中于有丝分裂细胞周期过程、细胞分裂、对激素的反应、有丝分裂核分裂和对脂质的反应等生物学过程(BP);与CRC组织样本比较,CRC肝转移组织样本的DEGs主要富集于凝血反应过程中,如血小板脱颗粒、凝血调节、急性期反应、止血调节和凝血调节等BP。KEGG信号通路富集分析,与正常结肠组织样本比较,CRC组织样本的DEGs主要富集的信号通路为细胞周期和P53信号通路;与CRC组织样本比较,CRC肝转移组织样本的DEGs主要富集于与补体、凝血级联和代谢相关的信号通路。DEGs的PPIs网络鉴定出的枢纽基因和血液蛋白有关。RT-qPCR法检测,与0 d组比较,7 d组小鼠CRC肝转移组织样本中补体相关基因补体1q(C1q)mRNA表达水平明显降低(P<0.05),补体3(C3)、补体5(C5)、FB和D因子(FD)mRNA表达水平均明显升高(P<0.05或P<0.01),14 d组小鼠CRC肝转移组织样本中补体通路相关基因C1q、补体2(C2)、C3、补体片段3a受体(C3aR)、C5、补体片段5a受体(C5aR)、衰变加速因子(DAF)、FB和FD mRNA表达水平均明显升高(P<0.05或P<0.01)。与对照组比较,FB-/-组小鼠肝脏质量明显降低(P<0.01),C4-/-组小鼠肝脏质量差异无统计学意义(P>0.05)。HE染色观察,与对照组比较,FB-/-组小鼠CRC肝转移灶明显减少,CRC肝转移面积百分率明显降低(P<0.01)。免疫组织化学染色法观察,与对照组比较,FB-/-组小鼠CRC肝转移灶中巨噬细胞浸润减少,巨噬细胞浸润百分率明显降低(P<0.01)。 结论 补体级联反应与CRC肝转移有关,替代补体通路调控CRC肝转移,提示该通路是CRC肝转移的潜在治疗靶点。
中图分类号: