背景近十年来,结直肠癌发病率和致死率呈逐年上升的趋势,使其成为全球最常见的恶性肿瘤之一。抗代谢物5-氟尿嘧啶(5-Fu)是广泛用于治疗结直肠癌的经典及基础化疗药物。然而,肿瘤细胞容易产生耐药性以对抗肿瘤药物,导致化疗疗效较差,因此迫切需要解决化疗耐药问题。找到结直肠癌5-Fu化疗耐药的标志物,探索其耐药机制刻不容缓。随着转录组学技术和生物信息学技术兴起,越来local infection越多的基因的作用和功能被揭示。在我们早期的研究中,我们就利用了全转录组测序技术发现非编码RNA与5-氟尿嘧啶耐药密切相关,研究了关键非编码RNA在结直肠癌化疗耐药中的作用。我们将继续利用转录组测序技术和生物信息学分析筛选研究特定基因在调控结直肠癌5-氟尿嘧啶化疗耐药中的作用。目的筛选结直肠癌5-Fu化疗耐药发生的核心靶基因,探究该基因在结直肠癌耐药细胞中的作用及其机制。方法通过分析GEO数据库中的GSE28702芯片集,本研究筛选出结直肠癌患者5-氟尿嘧啶化疗耐药与5-氟尿嘧啶敏感的差异表达基因(DEGs)。随后,使用基因本体论(GO)和京都基因和基因组百科全书(KEGG)数据库对差异基因进行通路富集分析;使用STRING数据库进行蛋白质相互作用网络构建,通过cytoscpae的cyto Hubba工具筛选核心基因。接下来,我们构建了5-氟尿嘧啶化疗耐药细胞系HCT8/5-Fu,并应用高通量转录组测序技术鉴定差异基因的表达,进一步分析耐药机制;使用ROC曲线评估结直肠癌的诊断能力,并分析TCGA数据库COAD数据集中关键基因的表达和预后。构建转铁蛋白基因过表达载体,转染至HCT8/5-Fu细胞系。使用MTT比色法检测肿瘤细胞活力,流式细胞技术测定细胞凋亡和细胞周期,并使用qRT-PCR检测基因mRNA表达。结果经过筛选,共发现了239个差异表达基因(DEGs),其中185个GPCR & G Protein抑制剂上调表达,54个下调表达。这些DEGs主要富集在异生物代谢过程、细胞蛋白质代谢过程、细胞外囊泡、内吞囊泡腔和药物代谢等功能及通路。通过PPI网络分析得到20个枢纽基因。转录组学结果显示,在耐药细胞中,转铁蛋白(Transferrin,TF)的表达显著下调(P<0.01),与DEGs的趋势相同。通过对TF进行诊Others抑制剂断ROC曲线下面积(AUC)评估,发现其为0.676。与正常结直肠组织相比,癌组织中TF的表达水平较低(P<0.01)。高表达TF的患者总体生存期更长(P<0.05)。上调TF能够增加耐药细胞对5-Fu的敏感性(P<0.05),并增加了5-Fu诱导的细胞凋亡与G0/G1期的阻滞(P<0.05)。此外,上调TF还抑制了耐药细胞ABCC1的表达(P<0.01),而TF高表达的人群中,ABCC1的表达水平更低(P<0.05)。结论基于生物信息学和转录组测序技术筛选出结直肠癌5-Fu耐药靶基因TF;TF基因通过调控ABCC1表达降低结直肠癌5-Fu的耐药性,本研究为结直肠癌5-Fu耐药的诊断和治疗提供新靶点。