Colorectale kanker (CRC) is een belangrijke doodsoorzaak met een hoge prevalentie en sterfte wereldwijd1,2. Als gevolg van genmutaties en versterkingen groeien kankercellen zonder proliferative controle, wat bijdraagt aan celoverleving3, anti-apoptose4en kankerstamness5,6,7. Binnen een tumorweefsel, tumor heterogeniteit kan tumorcellen aan te passen en te overleven tijdens therapeutische behandelingen8. Kankerstamcellen (CSC's), met een hoger percentage zelfvernieuwing en pluripotentie dan differentiële kankertypes, zijn voornamelijk verantwoordelijk voor tumorrecidief9,10 en gemetastasatied CRC11. CSC's presenteren meer resistentie tegen geneesmiddelen12,13,14 en anti-apoptose eigenschappen15,16, dus overleven tumor chemotherapieën.
Hier, om het potentiële mechanisme voor stamheid in de geselecteerde CRC stamcellen te onderzoeken, werd RNAseq uitgevoerd om differentieel uitgedrukte genen in tumorsferoïden te screenen. De kankercellen kunnen sferoïden (ook wel tumorsferen) vormen wanneer ze worden gekweekt in lage therapietrouw en gestimuleerd door groeifactoren die zijn toegevoegd aan het gekweekte medium, waaronder EGF, bFGF, HGF en IL6. Daarom hebben we crc HT29-tumorcellen geselecteerd die bestand zijn tegen chemotherapieën met een toename van fosforyleerde STAT3 wanneer ze worden behandeld met oxaliplatine en irinotecon17. Bovendien, HT29 uitgedrukt hogere stemness markers wanneer gekweekt in de beschreven cultuur voorwaarden. Het HT29-afgeleide CSC-model gaf hogere hoeveelheden leucine-rijke repeat-containing G-eiwit gekoppelde receptor 5 (LGR5)18, een specifieke marker van CRC stamcellen19,20. Bovendien wordt CD133, beschouwd als een algemene biomarker voor kankerstamcellen , ook zeer uitgedrukt in de HT29-cellijn21. Dit protocol doel is om groepen van de bestuurder genen te ontdekken in de gevestigde kanker stam-achtige tumorsferen op basis van bio-informatica datasets in tegenstelling tot het onderzoeken van individuele oncogenen22. Het onderzoekt potentiële moleculaire mechanismen door middel van RNAseq-analyse, gevolgd door beschikbare bioinformatica-analyses.
De volgende generatie sequencing is een high-throughput, gemakkelijk beschikbaar, en betrouwbare DNA-sequencing methode op basis van computationele hulp, gebruikt om volledig te screenen driver genen voor het begeleiden van tumor therapieën23. De technologie wordt ook gebruikt voor het detecteren van genexpressie van omgekeerde transcriptie van een geïsoleerd RNA-monster24. Echter, bij het screenen met RNAseq, de belangrijkste genen te richten met therapie kan niet de hoogste expressie differentieel tussen experimentele en controle monsters. Daarom zijn sommige bioinformatica ontwikkeld voor het classificeren en identificeren van genen op basis van actuele datasets zoals KEGG25, GO26,27of PANTHER28, waaronder Ingenuity Pathway Analysis (IPA)29 en NetworkAnalyst30. Dit protocol toont de integratie van RNAseq en NetworkAnalyst om snel een groep genen te ontdekken in de geselecteerde HT29-afgeleide sferoïden in vergelijking met ouderlijke HT29-cellen. Toepassing van deze methode op andere ziektemodellen wordt ook voorgesteld voor het ontdekken van verschillen in belangrijke genen.
Vergeleken met onderzoek van individuele genexpressie biedt een hoge doorvoertechniek voordelen om gemakkelijk potentiële bestuurdersgenen te vinden voor tumorprecisiegeneeskunde. Met nuttige datasets zoals KEGG, GO of PANTHER kunnen specifieke genen worden geïdentificeerd op basis van de ziektemodellen, signaleringstrajecten of specifieke functies, en dit maakt het mogelijk om snel te focussen op specifieke, belangrijke genen, wat tijd en onderzoekskosten bespaart. Een soortgelijke toepassing wordt gebruikt in eerdere studies14,18,31. In het bijzonder, een tumor is ingewikkelder omdat verschillende soorten tumoren uitdrukken onderscheidende genen en paden voor overleving en proliferatie. Daarom kan dit protocol genen oppikken die verschillende tumortypen onder verschillende omstandigheden onderscheiden. Er is het potentieel om effectieve strategieën tegen kanker te vinden door het mechanisme van specifieke genexpressie te begrijpen.