Published March 17, 2021 | Version v1
Publication Metadata-only

Bioinformatics analysis identified CDC20 as a potential drug target for cholangiocarcinoma

Creators

  • 1. Khon Kaen University
  • 2. Kumamoto University

Description

Cholangiocarcinoma (CCA) is a malignancy that originates from bile duct cells. The incidence and mortality of CCA are very high especially in Southeast Asian countries. Moreover, most CCA patients have a very poor outcome. Presently, there are still no effective treatment regimens for CCA. The resistance to several standard chemotherapy drugs occurs frequently; thus, searching for a novel effective treatment for CCA is urgently needed.In this study, comprehensive bioinformatics analyses for identification of novel target genes for CCA therapy based on three microarray gene expression profiles (GSE26566, GSE32225 and GSE76297) from the Gene Expression Omnibus (GEO) database were performed. Based on differentially expressed genes (DEGs), gene ontology and pathway enrichment analyses were performed. Protein-protein interactions (PPI) and hub gene identifications were analyzed using STRING and Cytoscape software. Then, the expression of candidate genes from bioinformatics analysis was measured in CCA cell lines using real time PCR. Finally, the anti-tumor activity of specific inhibitor against candidate genes were investigated in CCA cell lines cultured under 2-dimensional and 3-dimensional cell culture models.The three microarray datasets exhibited an intersection consisting of 226 DEGs (124 up-regulated and 102 down-regulated genes) in CCA. DEGs were significantly enriched in cell cycle, hemostasis and metabolism pathways according to Reactome pathway analysis. In addition, 20 potential hub genes in CCA were identified using the protein-protein interaction (PPI) network and sub-PPI network analysis. Subsequently, CDC20 was identified as a potential novel targeted drug for CCA based on a drug prioritizing program. In addition, the anti-tumor activity of a potential CDC20 inhibitor, namely dinaciclib, was investigated in CCA cell lines. Dinaciclib demonstrated huge anti-tumor activity better than gemcitabine, the standard chemotherapeutic drug for CCA.Using integrated bioinformatics analysis, CDC20 was identified as a novel candidate therapeutic target for CCA.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

سرطان الأوعية الصفراوية (CCA) هو ورم خبيث ينشأ من خلايا القناة الصفراوية. معدل حدوث ووفيات التقييم القطري المشترك مرتفع للغاية خاصة في دول جنوب شرق آسيا. علاوة على ذلك، فإن معظم مرضى التقييم القطري المشترك لديهم نتائج سيئة للغاية. في الوقت الحالي، لا توجد حتى الآن أنظمة علاج فعالة لـ CCA. تحدث مقاومة العديد من أدوية العلاج الكيميائي القياسية بشكل متكرر ؛ وبالتالي، هناك حاجة ماسة للبحث عن علاج فعال جديد لـ CCA. في هذه الدراسة، تم إجراء تحليلات شاملة للمعلوماتية الحيوية لتحديد الجينات المستهدفة الجديدة لعلاج CCA بناءً على ثلاثة ملفات تعريف للتعبير الجيني للمصفوفة الدقيقة (GSE26566 و GSE32225 و GSE76297) من قاعدة بيانات التعبير الجيني الشاملة (GEO). استنادًا إلى الجينات المعبر عنها بشكل تفاضلي (DEGs)، تم إجراء تحليلات أنطولوجيا الجينات وإثراء المسار. تم تحليل تفاعلات البروتين والبروتين (PPI) وتحديدات الجينات المحورية باستخدام برنامج STRING و Cytoscape. بعد ذلك، تم قياس التعبير عن الجينات المرشحة من تحليل المعلوماتية الحيوية في خطوط خلايا CCA باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل في الوقت الفعلي. أخيرًا، تم التحقيق في النشاط المضاد للورم لمثبط محدد ضد الجينات المرشحة في سلالات خلايا CCA المستزرعة في إطار نماذج زراعة الخلايا ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد. أظهرت مجموعات البيانات الثلاث للمصفوفة الدقيقة تقاطعًا يتكون من 226 DEGs (124 جينة عالية التنظيم و 102 جينة منخفضة التنظيم) في CCA. تم إثراء DEGs بشكل كبير في دورة الخلية والإرقاء ومسارات الأيض وفقًا لتحليل مسار Reactome. بالإضافة إلى ذلك، تم تحديد 20 جينًا محوريًا محتملًا في التقييم القطري المشترك باستخدام شبكة تفاعل البروتين والبروتين (PPI) وتحليل شبكة مؤشر أسعار المنتجين الفرعي. بعد ذلك، تم تحديد CDC20 كدواء مستهدف جديد محتمل لـ CCA بناءً على برنامج تحديد أولويات الدواء. بالإضافة إلى ذلك، تم التحقيق في النشاط المضاد للورم لمثبط CDC20 المحتمل، وهو dinaciclib، في خطوط خلايا CCA. أظهر Dinaciclib نشاطًا ضخمًا مضادًا للورم أفضل من gemcitabine، وهو الدواء العلاجي الكيميائي القياسي لـ CCA. باستخدام تحليل المعلوماتية الحيوية المتكامل، تم تحديد CDC20 كهدف علاجي مرشح جديد لـ CCA.

Translated Description (French)

Le cholangiocarcinome (CCA) est une tumeur maligne qui provient des cellules des voies biliaires. L'incidence et la mortalité de l'ACC sont très élevées, en particulier dans les pays d'Asie du Sud-Est. De plus, la plupart des patients atteints d'ACC ont un très mauvais résultat. À l'heure actuelle, il n'existe toujours pas de schémas thérapeutiques efficaces pour l'ACC. La résistance à plusieurs médicaments de chimiothérapie standard est fréquente ; il est donc urgent de rechercher un nouveau traitement efficace pour l'ACC. Dans cette étude, des analyses bioinformatiques complètes pour l'identification de nouveaux gènes cibles pour la thérapie par ACC ont été effectuées sur la base de trois profils d'expression génique de microréseaux (GSE26566, GSE32225 et GSE76297) de la base de données Gene Expression Omnibus (GEO). Sur la base de gènes exprimés différentiellement (DEG), des analyses d'ontologie génique et d'enrichissement des voies ont été réalisées. Les interactions protéine-protéine (IPP) et les identifications des gènes hub ont été analysées à l'aide des logiciels STRING et Cytoscape. Ensuite, l'expression des gènes candidats à partir de l'analyse bioinformatique a été mesurée dans des lignées cellulaires CCA en utilisant la PCR en temps réel. Enfin, l'activité anti-tumorale de l'inhibiteur spécifique contre les gènes candidats a été étudiée dans des lignées cellulaires CCA cultivées sous des modèles de culture cellulaire bidimensionnelle et tridimensionnelle. Les trois ensembles de données de microréseaux présentaient une intersection composée de 226 DEG (124 gènes régulés à la hausse et 102 gènes régulés à la baisse) dans la CCA. Les DEG ont été significativement enrichis dans les voies du cycle cellulaire, de l'hémostase et du métabolisme selon l'analyse de la voie Reactome. En outre, 20 gènes concentrateurs potentiels dans l'ACC ont été identifiés à l'aide du réseau d'interaction protéine-protéine (IPP) et de l'analyse du réseau sous-IPP. Par la suite, le CDC20 a été identifié comme un nouveau médicament ciblé potentiel pour l'ACC sur la base d'un programme de priorisation des médicaments. De plus, l'activité antitumorale d'un inhibiteur potentiel du CDC20, à savoir le dinaciclib, a été étudiée dans des lignées cellulaires CCA. Le dinaciclib a démontré une énorme activité antitumorale mieux que la gemcitabine, le médicament chimiothérapeutique standard pour la CCA.Utilisant l'analyse bioinformatique intégrée, CDC20 a été identifié comme une nouvelle cible thérapeutique candidate pour la CCA.

Translated Description (Spanish)

El colangiocarcinoma (CCA) es una neoplasia maligna que se origina en las células del conducto biliar. La incidencia y mortalidad de la CCA son muy altas, especialmente en los países del sudeste asiático. Además, la mayoría de los pacientes con ACC tienen un resultado muy malo. En la actualidad, todavía no existen regímenes de tratamiento efectivos para la CCA. La resistencia a varios fármacos quimioterapéuticos estándar se produce con frecuencia; por lo tanto, se necesita urgentemente buscar un nuevo tratamiento eficaz para la CCA. En este estudio, se realizaron análisis bioinformáticos exhaustivos para la identificación de nuevos genes diana para la terapia con CCA basados en tres perfiles de expresión génica de micromatrices (GSE26566, GSE32225 y GSE76297) de la base de datos Gene Expression Omnibus (GEO). Con base en genes expresados diferencialmente (DEG), se realizaron análisis de ontología génica y enriquecimiento de vías. Las interacciones proteína-proteína (PPI) y las identificaciones de genes hub se analizaron utilizando el software STRING y Cytoscape. A continuación, se midió la expresión de genes candidatos a partir del análisis bioinformático en líneas celulares CCA utilizando PCR en tiempo real. Finalmente, se investigó la actividad antitumoral del inhibidor específico contra genes candidatos en líneas celulares CCA cultivadas bajo modelos de cultivo celular bidimensionales y tridimensionales. Los tres conjuntos de datos de micromatrices mostraron una intersección que consistía en 226 DEG (124 genes regulados positivamente y 102 regulados negativamente) en CCA. Los DEG se enriquecieron significativamente en el ciclo celular, la hemostasia y las vías metabólicas de acuerdo con el análisis de la vía Reactome. Además, se identificaron 20 genes hub potenciales en CCA utilizando la red de interacción proteína-proteína (PPI) y el análisis de la red sub-PPI. Posteriormente, CDC20 se identificó como un posible nuevo fármaco dirigido para CCA basado en un programa de priorización de fármacos. Además, se investigó la actividad antitumoral de un posible inhibidor de CDC20, a saber, dinaciclib, en líneas celulares de CCA. Dinaciclib demostró una gran actividad antitumoral mejor que la gemcitabina, el fármaco quimioterapéutico estándar para CCA. Utilizando un análisis bioinformático integrado, CDC20 se identificó como un nuevo objetivo terapéutico candidato para CCA.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
حدد تحليل المعلوماتية الحيوية CDC20 كهدف محتمل للدواء لسرطان الأوعية الصفراوية
Translated title (French)
L'analyse bioinformatique a identifié CDC20 comme une cible médicamenteuse potentielle pour le cholangiocarcinome
Translated title (Spanish)
El análisis bioinformático identificó CDC20 como un posible objetivo farmacológico para el colangiocarcinoma

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3137428078
DOI
10.7717/peerj.11067

Is supplement to
https://openalex.org/W2911678823 (Other)
https://openalex.org/W2796636403 (Other)
https://openalex.org/W2767847608 (Other)
https://openalex.org/W2364565895 (Other)
https://openalex.org/W2183420549 (Other)
https://openalex.org/W2152648570 (Other)
https://openalex.org/W2081507994 (Other)
https://openalex.org/W2037892364 (Other)
https://openalex.org/W2015700328 (Other)
https://openalex.org/W1972696957 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1958294525
  • https://openalex.org/W1974564771
  • https://openalex.org/W1981401255
  • https://openalex.org/W1984168218
  • https://openalex.org/W1986141453
  • https://openalex.org/W1992840397
  • https://openalex.org/W2009550277
  • https://openalex.org/W2012369608
  • https://openalex.org/W2013720953
  • https://openalex.org/W2018319091
  • https://openalex.org/W2018715138
  • https://openalex.org/W2032626834
  • https://openalex.org/W2034958840
  • https://openalex.org/W2037289115
  • https://openalex.org/W2040366189
  • https://openalex.org/W2040907359
  • https://openalex.org/W2072451938
  • https://openalex.org/W2073001877
  • https://openalex.org/W2077037832
  • https://openalex.org/W2103580937
  • https://openalex.org/W2103912979
  • https://openalex.org/W2113300819
  • https://openalex.org/W2124474327
  • https://openalex.org/W2135211227
  • https://openalex.org/W2137875447
  • https://openalex.org/W2137897056
  • https://openalex.org/W2140642045
  • https://openalex.org/W2143089844
  • https://openalex.org/W2159654470
  • https://openalex.org/W2312628958
  • https://openalex.org/W2336741508
  • https://openalex.org/W2337387091
  • https://openalex.org/W2467601047
  • https://openalex.org/W2504613444
  • https://openalex.org/W2514591164
  • https://openalex.org/W2548475758
  • https://openalex.org/W2557169540
  • https://openalex.org/W2560087117
  • https://openalex.org/W2580602149
  • https://openalex.org/W2582450858
  • https://openalex.org/W2588471563
  • https://openalex.org/W2589032995
  • https://openalex.org/W2767668269
  • https://openalex.org/W2796151429
  • https://openalex.org/W2804954266
  • https://openalex.org/W2807675497
  • https://openalex.org/W2885591256
  • https://openalex.org/W2904973563
  • https://openalex.org/W2924228389
  • https://openalex.org/W2947372812
  • https://openalex.org/W2947959300
  • https://openalex.org/W2952977439
  • https://openalex.org/W2958836234
  • https://openalex.org/W2976309450
  • https://openalex.org/W2982076077
  • https://openalex.org/W2991172683
  • https://openalex.org/W3012732786
  • https://openalex.org/W3024779859
  • https://openalex.org/W3093728281
  • https://openalex.org/W3191661929