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基于生物信息学和细胞实验探讨APOE在结肠癌耐药中的作用

舒若 罗华友 宋丽君 高宇 侯艳 张鑫锋 李颖

舒若, 罗华友, 宋丽君, 高宇, 侯艳, 张鑫锋, 李颖. 基于生物信息学和细胞实验探讨APOE在结肠癌耐药中的作用[J]. 昆明医科大学学报, 2025, 46(9): 15-22. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20250902
引用本文: 舒若, 罗华友, 宋丽君, 高宇, 侯艳, 张鑫锋, 李颖. 基于生物信息学和细胞实验探讨APOE在结肠癌耐药中的作用[J]. 昆明医科大学学报, 2025, 46(9): 15-22. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20250902
Ruo SHU, Huayou LUO, Lijun SONG, Yu GAO, Yan HOU, Xinfeng ZHANG, Ying LI. The Role of APOE in Drug Resistance of Colon Cancer Based on Bioinformatics and Cell Experiments[J]. Journal of Kunming Medical University, 2025, 46(9): 15-22. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20250902
Citation: Ruo SHU, Huayou LUO, Lijun SONG, Yu GAO, Yan HOU, Xinfeng ZHANG, Ying LI. The Role of APOE in Drug Resistance of Colon Cancer Based on Bioinformatics and Cell Experiments[J]. Journal of Kunming Medical University, 2025, 46(9): 15-22. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20250902

基于生物信息学和细胞实验探讨APOE在结肠癌耐药中的作用

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20250902
基金项目: 国家自然科学基金(82060525)
详细信息
    作者简介:

    舒若(1976~),男,云南昆明人,医学硕士,副主任医师,主要从事胃肠道肿瘤工作

    通讯作者:

    李颖,E-mail:waterlily30@163.com

  • 中图分类号: R735.3

The Role of APOE in Drug Resistance of Colon Cancer Based on Bioinformatics and Cell Experiments

  • 摘要:   目的  通过生物信息学和细胞实验阐述APOE在结肠癌耐药中的潜在机制。  方法  从GEO数据库下载微阵列数据集GSE196900,利用在线工具GEO2R分析耐药组和对照组之间的差异表达的基因,差异基因进行基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)途径富集分析。然后构建蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,利用STRING数据库和Cytoscape软件鉴定枢纽基因,以评估枢纽基因在结肠癌中的预后价值。通过Western blod和qRT-pcr检测APOE表达量变化,通过Transwell检测结肠癌细胞的迁移和侵袭能力变化。  结果  GSE196900数据集中得到的差异基因通过GO 分析和KEGG富集分析发现主要集中在受体配体活性和细胞因子−细胞因子受体相互作用通路上。利用Cytoscape软件中的CytoNCA插件进行PPI构建得到10个枢纽的基因,其中,在结肠癌患者中APOE基因的表达量越高患者预后越差(P < 0.05),APOE基因过表达能显著促进结肠癌细胞的迁移和侵袭能力(P < 0.05)。  结论  APOE表达量增加能显著促进结肠癌细胞的迁移和侵袭能力,这可能是APOE基因在结肠癌患者中促进肿瘤进展的机制之一。
  • 图  1  GSE196900数据集中5-FU耐药与不耐药两组结肠癌细胞系之间的差异基因

    每个实心圆点代表1个基因,蓝色的圆点代表下调的基因,红色的圆点代表上调的基因,黑色的圆点代表两组之间没有变化的基因。

    Figure  1.  Differential genes between the two groups of colon cancer cell lines in the GSE196900 dataset,5-FU-resistant and non-resistant

    图  2  差异基因GO富集分析结果

    A:GO富集分析结果的气泡图,x轴表示每个功能术语的基因比例,y轴表示基因富集的注释项。圆圈大小代表基因数量的多少,圆圈越大,基因数目越多,圆圈颜色代表调整后P值,颜色越红,基因富集程度越高;B:GO富集分析结果的网络图,线段连接基因与富集通路,不同的颜色代表不同的富集通路。

    Figure  2.  Results of DEGs GO enrichment analysis

    图  3  差异基因KEGG富集分析结果

    A:KEGG富集分析结果的气泡图,x轴表示每个功能术语的基因比例,y轴表示基因富集的注释项。圆圈大小代表基因数量的多少,圆圈越大,基因数目越多,圆圈颜色代表调整后P值,颜色越红,基因富集程度越高;B:KEGG富集分析结果的网络图,线段连接基因与富集通路,不同的颜色代表不同的富集通路。

    Figure  3.  Results of DEGs KEGG enrichment analysis

    图  4  PPI分析的蛋白互作网络图

    注:圆圈代表蛋白,线段连接互相作用的蛋白。

    Figure  4.  Results of the protein-protein interaction network

    图  5  APOE基因表达量和结肠癌预后的评估

    A:APOE基因表达量和结肠癌患者的OS之间的关系;B:APOE基因表达量和结肠癌患者的DFS之间的关系。

    Figure  5.  Assessment of APOE gene expression and colon cancer prognosis

    图  6  Western blot检测敲低和过表达APOE基因的稳转株表达情况[($ \bar x \pm s $),n = 3]

    A:caco-2细胞敲低APOE和RKO细胞过表达APOE蛋白电泳图;B:caco-2细胞敲低APOE和RKO细胞过表达APOE蛋白表达量量化图。NC:空载病毒株,KD:敲低APOE基因稳转细胞株,OE:过表达APOE基因稳转细胞株;***P < 0.001,****P < 0.0001。

    Figure  6.  The expression of stable transformants with APOE gene knockdown and overexpression was found using Western blot [($ \bar x \pm s $),n = 3]

    图  7  qRT-PCR检测敲低和过表达APOE基因的稳转株表达情况[($ \bar x \pm s $),n = 3]

    A:caco-2细胞敲低APOE的qRT-PCR实验结果;B:RKO细胞过表达APOE的qRT-PCR实验结果。NC:空载病毒株,KD:敲低APOE基因稳转细胞株,OE:过表达APOE基因稳转细胞株;****P < 0.0001。

    Figure  7.  The production of stable transformants that overexpressed and knocked down the APOE gene was found using qRT-PCR [($ \bar x \pm s $),n = 3]

    图  8  Transwell检测敲低APOE基因之后caco-2细胞的迁移和侵袭能力[($ \bar x \pm s $),n = 3]

    A: Transwell实验评估APOE表达量对caco-2细胞迁移和侵袭的影响;B: caco-2细胞Transwell实验数据结果。NC:空载病毒株,KD:敲低APOE基因稳转细胞株;*P < 0.05,**P < 0.01。

    Figure  8.  Transwell assesses caco-2 cells’ capacity for invasion and migration following APOE gene silencing [($ \bar x \pm s $),n = 3]

    图  9  Transwell检测过表达APOE基因之后RKO细胞的迁移和侵袭能力[($ \bar x \pm s $),n = 3]

    A:Transwell实验评估APOE表达量对RKO细胞迁移和侵袭的影响;B:RKO细胞Transwell实验数据结果。NC:空载病毒株,OE:过表达APOE基因稳转细胞株;**P < 0.01,***P < 0.001。

    Figure  9.  Transwell assesses RKO cells' capacity for invasion and migration following overexpression of the APOE gene [($ \bar x \pm s $),n = 3]

    表  1  GAPDH和APOE引物序列

    Table  1.   GAPDH and APOE primer sequences

    基因 引物序列(5'-3' 长度
    (bp)
    GAPDH F: 5' GGAGCGAGATCCCTCCAAAAT3' 21
    R: 5' GGCTGTTGTCATACTTCTCATGG3' 23
    APOE F: 5' TTCCTGGCAGGATGCCAGGC3' 20
    R: 5' GGTCAGTTGTTCCTCCAGTTC3' 21
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-07-02
  • 网络出版日期:  2025-09-30
  • 刊出日期:  2025-09-25

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