缺血性脑卒中差异表达基因筛选与生物信息学分析

作者：李晴晴; 李小霞; 赵燚; 张毓洪; 常晓玉^*

来源：宁夏医科大学学报, 2023, 45(10): 987-993.

DOI：10.16050/j.cnki.issn1674-6309.2023.10.003

• 缺血性脑卒中
• 基因芯片
• 差异表达基因
• 富集分析

目的 分析缺血性脑卒中（ischemic stroke,IS）基因表达芯片数据，筛选IS差异表达基因，利用生物信息分析其相关基因功能和信号通路，为IS发病机制提供分子理论基础。方法 从GEO数据库下载IS芯片表达数据，采用DESeq2、edgeR和limma包进行差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）的筛选。采用clusterProfiler包对DEGs进行GO功能和KEGG信号通路富集分析，应用STRING软件构建蛋白-蛋白互作（protein-protein interaction,PPI）网络，使用MCODE和cytoHubba插件筛选与IS发病密切相关的模块及枢纽基因。最后结合LASSO回归分析获取特征基因并利用ROC曲线评估其在IS中的诊断价值。结果 检索获得GSE22255、GSE58294和GSE16561 3个IS数据集，共包含195个外周血样本，合并表达矩阵获得包含89个IS病例和43个健康对照人群的新数据集，差异分析获得196个DEGs。GO功能和KEGG信号通路富集分析结果显示，上述基因共同介导应激反应、对刺激反应的调节等相关生物过程；参与沙门氏菌感染、NOD样受体和造血细胞谱系等的信号通路。PPI网络和Cytoscape分析获得排名前10的枢纽基因。LASSO回归分析获得11个特征基因与网络分析获得的10个枢纽基因交集，最终获得4个关键特征基因，分别是趋化因子受体7(CCR7)、基质金属蛋白酶9(MMP9)、Bcl-2相关蛋白A1(BCL2A1)和淋巴细胞抗原96(LY96)基因。ROC分析显示MMP9、BCL2A1和LY96基因可能是IS发病过程中的关键基因。结论 细胞凋亡、免疫和炎症过程等与IS的发生和发展密切相关。MMP9、BCL2A1和LY96关键基因是IS潜在的化疗和治疗靶点。

• 单位
  宁夏医科大学; 公共卫生学院