基于高通量测序技术探讨补骨脂宁治疗肺癌的潜在机制

蔡硕; 陈思敏; 王媛媛; 刘华桢; 李芳; 张忠德

doi:10.13422/j.cnki.syfjx.20210712

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基于高通量测序技术探讨补骨脂宁治疗肺癌的潜在机制

数据挖掘 | 更新时间：2021-06-25

- 基于高通量测序技术探讨补骨脂宁治疗肺癌的潜在机制
- Exploration of Potential Mechanisms of Corylin Against Lung Cancer By High-throughput Sequencing
- 中国实验方剂学杂志 2021年27卷第14期页码：183-192
- 作者机构：
  
  1.广州中医药大学第二临床医学院/第二附属医院，广州 510405
  2.重庆市垫江县中医院，重庆 408300
  3.卡罗林斯卡医学院全球公共卫生系，斯德哥尔摩 SE-10435
- 作者简介：
  
  蔡硕，在读博士，从事中医药治疗呼吸系统急症及传染病方向工作，E-mail：caishuocs@163.com
  * 张忠德，主任医师，博士生导师，从事中医药治疗呼吸系统急症及传染病方向工作，E-mail：doctorzzd99@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(81673901)
- DOI：10.13422/j.cnki.syfjx.20210712
  中图分类号： R734.2;R289;R22;R2-031;R33
- 收稿日期：2020-12-27，
  
  网络出版日期：2021-03-28，
  
  纸质出版日期：2021-07-20
- 稿件说明：
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蔡硕,陈思敏,王媛媛等.基于高通量测序技术探讨补骨脂宁治疗肺癌的潜在机制[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(14):183-192.

CAI Shuo,CHEN Si-min,WANG Yuan-yuan,et al.Exploration of Potential Mechanisms of Corylin Against Lung Cancer By High-throughput Sequencing[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(14):183-192.
蔡硕,陈思敏,王媛媛等.基于高通量测序技术探讨补骨脂宁治疗肺癌的潜在机制[J].中国实验方剂学杂志,2021,27(14):183-192. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20210712.

CAI Shuo,CHEN Si-min,WANG Yuan-yuan,et al.Exploration of Potential Mechanisms of Corylin Against Lung Cancer By High-throughput Sequencing[J].Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae,2021,27(14):183-192. DOI： 10.13422/j.cnki.syfjx.20210712.

摘要

目的

探索补骨脂宁治疗肺癌的潜在分子机制。

方法

利用不同浓度的补骨脂宁干预A549细胞，采用噻唑蓝（MTT）法、高通量测序技术、趋势分析、基因本体（GO）功能注释和京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析的方法分别检测A549细胞的增殖能力，筛选补骨脂宁抑制A549细胞增殖的关键基因以及关键通路，并利用实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）对测序的结果进行验证，探讨补骨脂宁治疗肺癌的潜在机制。

结果

补骨脂宁可明显抑制A549细胞的增殖，并调节细胞内4 364个基因的表达。通过趋势分析发现这些差异基因分别聚类在20个基因表达模式中，其中前4个基因表达模式具有统计学意义，且均为显著下调趋势，说明补骨脂宁主要通过抑制某些基因的表达，发挥抗增殖的作用；通过组间差异基因的比较，笔者发现随着补骨脂宁浓度的增加，下调基因也随之增加，细胞增殖趋势越加减弱，与趋势分析结果一致，因此，笔者着重分析高浓度补骨脂宁干预组的278个差异基因，GO分子功能结果显示，补骨脂宁主要改变细胞和代谢的过程，KEGG通路富集结果显示，补骨脂宁主要通过影响类固醇生物合成、脂肪酸代谢、不饱和脂肪酸的生物合成、酮体的合成与降解和类固醇激素的合成等通路发挥作用，因此选取显著富集于脂质代谢通路并且

0.01的差异表达基因LSS，硬脂酰基辅酶A脱氢酶（SCD），3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A合酶基因（HMGCS1），血管生成素样蛋白4（ANGPTL4）进行验证，Real-time PCR显示补骨脂宁可以抑制LSS，SCD，HMGCS1的mRNA表达，升高ANGPTL4的mRNA表达，与测序结果基本一致。

结论

补骨脂宁主要通过靶向脂质代谢途径相关的代谢因子，抑制A549细胞增殖，从而达到治疗肺癌的作用。

Abstract

Objective

To explore the potential molecular mechanism of corylin in the treatment of lung cancer.

Method

A549 cells were treated with different concentrations of corylin， and their proliferation was detected using methye thiazolye telrazlium （MTT） reagent. Then the trend analysis and gene ontology （GO） and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG） pathway enrichment analysis were conducted to screen the key genes and pathways of corylin against A549 cell proliferation， followed by the verification of sequencing results by real-time polymerase chain reaction （Real-time PCR）.

Result

Corylin inhibited the proliferation of A549 cells and regulated the expression of 4 364 genes in cells. The trend analysis revealed that these genes were clustered into 20 distinct modules， among which four were significantly down-regulated， suggesting that corylin exerted the anti-proliferation effect by inhibiting the expression of some genes. The inter-group comparison of differentially expressed genes （DEGs） showed that the elevation in the concentration of corylin resulted in more down-regulated genes but weakened proliferation， consistent with the findings by trend analysis. The GO and KEGG enrichment analysis of 278 DEGs in the high-dose corylin group demonstrated that corylin mainly changed the cellular and metabolic processes， which was attributed to its regulation of steroid biosynthesis， fatty acid metabolism， biosynthesis of unsaturated fatty acids， synthesis and degradation of ketone bodies， and steroid hormone biosynthesis. The Real-time PCR results confirmed that corylin down-regulated the mRNA expression levels of LSS， stearoyl-CoA desaturase （SCD）， 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthase 1 （HMGCS1）， but up-regulated the mRNA expression of recombinant human angiopoietin-like protein 4 （ANGPTL4）， basically consistent with the transcriptomics results.

Conclusion

Corylin inhibits A549 cell proliferation and alleviates lung cancer by targeting the related genes in lipid metabolism pathways.

关键词

Keywords

references

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