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研究背景:外泌体是一种直径在40~130nm之间具有生物活性的细胞外囊泡,可携带多种生物学活性成分对肿瘤发生、发展以及耐药等方面起到关键调控作用。本研究的目的是探索外泌体中的转录因子MEF2C,对结直肠癌进展的影响。研究方法:我们通过下载 Gene Expression Omnibus(GEO)、The Cancer Genome Atlas(TCGA)和exoRBase数据库中的mRNA测序数据结果,并应用limma软件包分析结直肠癌组织及外泌体中的差异基因。同时下载TCGA数据库中的相关临床信息,包含375个肿瘤结直肠癌患者的临床随访信息。下载GEO数据中的GSE32323和GSE110224数据集(两个数据集各包含17对结直肠癌样本)用于差异基因的配对分析。结直肠癌外泌体相关数据可从exoRBase数据集获得,包括32例正常样本和12例结直肠癌样本,用于分析外泌体中差异基因的表达。通过WGCNA软件包对差异基因进行聚类分析,根据Pearson相关系数确定WGCNA的关联模块,在WGCNA中寻找与结直肠癌相关的关键模块。进一步,在关键模块中寻找与结直肠癌相关的关键基因。采用Pearson相关性检验探索与MEF2C相关的基因表达。利用Gene Ontology(GO)和 Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes(KEGG)分析,对MEF2C的相关基因进行基因功能及通路的聚类。应用实时定量PCR和免疫组化染色检测方法,分析MEF2C和CD36在结直肠癌组织中的的表达。本研究通过集落形成实验、transwell细胞迁移实验和transwell细胞侵袭实验探索MEF2C在结直肠癌细胞中的生物学功能。在机制方面,采用Chip实验验证外泌体中MEF2C对CD36的转录调控作用。结果:本研究通过对TCGA、GEO及exoRBase数据集进行差异基因分析,在TCGA数据集发现3481个差异基因,在GEO数据集发现5466个差异基因,外泌体数据集中发现129个差异基因。对TCGA和GEO数据集进行WGCNA分析,在TCGA数据集发现黄色模块与结直肠癌相关,在GEO数据集棕色模块与结直肠癌相关。随后,将黄色模块中的差异基因、棕色模块中的差异基因和外泌体数据中的差异基因进行联合分析,得到了在结直肠癌组织和外泌体中表达均有差异的关键基因。进一步,通过相关性分析研究,发现有609个基因与MEF2C的表达有显著相关性。应用WGCNA软件包对609个潜在基因进行模块化分析,寻找与MEF2C相关且与结直肠癌关系密切的靶基因,并发现蓝绿色模块的基因与结直肠癌密切相关。对蓝绿色模块进行Kaplan-Meier生存曲线分析,显示CD36与结直肠癌患者的总生存(OS)密切相关。所以,我们选定CD36为MEF2C的靶基因进行相关实验验证。接下来,我们运用实时定量PCR和免疫组化检测,验证MEF2C和CD36在结直肠癌组织中和正常组织中的表达水平存在明显差异。集落形成实验结果表明,过表达MEF2C抑制了 SW620细胞的增殖能力。细胞迁移和侵袭实验结果表明,MEF2C过表达抑制了 SW620细胞的迁移和侵袭能力。Chip实验结果表明,MEF2C可调节CD36转录。结论:在本研究中我们得到以下结论:1.我们通过生物信息学方法发现外泌体中的MEF2C在结直肠癌中具有重要的抑癌作用;2.我们验证了 MEF2C可以通过调控CD36的转录,从而起到调控结直肠癌进展的作用;3.本研究为结直肠癌的诊断和治疗提供了新的生物标记物和潜在的治疗靶点。