题目：Genome-wide transcriptional analysis of BRD4-regulated genes and pathways in human glioma U251 cells (IF=3.33)

• 客户单位：齐鲁医院

• 中康博提供：

• 基因芯片检测（Affymetrix Clariom D Array，一张芯片检测mRNA、lncRNA、circRNA和前体miRNA）    

• 高通量生物信息分析（差异分析，热图、火山图、功能通路富集分析和全局信号转导网络分析）

   

推荐语：BRD4是溴多胺家族中的一员，是治疗多种癌症的理想药物靶点。本研究将BRD4在胶质瘤U251细胞系中敲除后，通过基因芯片检测与生物信息学分析， 发现BRD4的敲除降低了U251细胞中KRAS的表达，抑制了细胞增殖，促进了细胞凋亡。总的来说，BRD4可能是通过Ras通路实现对胶质瘤细胞的抑制作用。

研究结果

1. BRD4敲除及表型验证实验

    首先，通过qPCR和WB实验验证了BRD4的敲降水平，随后通过一系列表型实验均证明了BRD4敲除后对U251的细胞增殖和凋亡有显著影响。

2. 高通量基因芯片检测

    对BRD4-shRNA与对照组进行基因芯片（Clariom D系列）检测分析，发现了1648个基因上调，1881个基因下调，如下图所示。聚类图显示两组之间可区分，证明样本重复性较好。

3. 功能和信号通路富集分析

    对差异基因进行功能富集分析，结果发现BRD4参与调控有丝分裂细胞周期的基因表达、有丝分裂细胞周期、膜组织、细胞分裂、DNA复制和G2/M转换等功能。这些结果表明BRD4调控的胶质瘤基因具有与胶质瘤生长和维持其恶性表型相关的生物学功能。通过信号通路富集分析发现，DNA复制、细胞周期、FoxO信号通路、转录失调、Wnt信号通路、胰岛素信号通路、细胞凋亡和TGF-β等信号通路发生改变，这些都与癌症的发生密切相关。

4. 全局信号转导网络分析

    用所有的差异基因构建全局信号转导网络，通过该网络预测分析了U251细胞中BRD4调控的关键基因。如下面图表所示，关键基因为KRAS、BRAF、钙调蛋白2（CALM2）、A-Raf原癌基因（ARAF）、RHOA、MAPK8、磷脂酶Cβ3（PLCB3）、MAPK10、G蛋白亚基αi1（GNAI1）和腺苷酸环化酶6（ADCY6）。在这10个基因中，GNAI1上调，其他基因下调。

5. qPCR、WB实验验证

    qPCR检测了这10个mRNA的表达变化，结果与基因芯片实验的结果一致，GNAI1上调，而其余基因在BRD4敲除后下调。此外，western blot分析结果显示，与对照组相比，BRD4敲除细胞中KRAS、BRAF、RHOA、MAPK8（也称为JNK1）和MAPK10（也称为JNK3）的蛋白表达水平显著降低，也进一步证实了基因芯片的结果。

6. KRAS敲除及表型验证实验

    用免疫组化方法检测KRAS在胶质瘤组织中的表达，发现胶质瘤组织KRAS的染色与正常组织比较明显增强（图C）。与对照siRNA相比，KRAS-siRNA可以抑制细胞增殖（P<0.01；图F）。TUNEL检测结果显示，KRAS-siRNA组TUNEL阳性细胞的百分比明显高于对照siRNA组（P<0.01；图G）。

研究结论

    本研究发现KRAS可能是BRD4的下游靶标，这将有助于更好地了解BRD4抑制剂的作用机制。然而，BRD4是否直接或间接激活KRAS以及BRD4对胶质瘤的抑制作用是否依赖于KRAS尚待确定。在进一步的研究中，有必要确定KRAS是否是胶质瘤BRD4的直接靶点。

PS: 文章中涉及的基因芯片检测和数据分析由本公司完成！

参考文献：Genome-wide transcriptional analysis of BRD4-regulated genes and pathways in human glioma U251 cells. INTERNATIONAL JOURNAL OF ONCOLOGY.2018

 

北京中康博生物科技有限公司（beijing Cnkingbio Biotechnology Co.LTD）是北方乃至全国最大的Affymetrix检测中心之一，公司以数据分析为特色，整合Affymetrix基因芯片、Illumina二代测序、个性化生物信息分析三项核心服务。立足生命科学，为临床与基础研究领域的科学工作者提供分子生物学高端技术服务。