应用基因集富集分析和加权基因共表达网络分析方法分析类风湿关节炎的枢纽基因及意义

作者：孙玉敏; 宋洁昕; 杨艳梅; 杨栋梁^*

来源：中国组织工程研究, 2023, 27(11): 1787-1795.

• 关节炎
• 类风湿
• 滑膜
• 基因集富集分析(GSEA)
• 加权基因共表达网络分析(WGCNA)

背景：用目前的免疫方法检测类风湿关节炎患者的传统血清标志物，仍有30%为阴性；近年发现的血清生物标志物对类风湿关节炎诊断的敏感性和特异性较低，不适于临床推广。目的：应用基因集富集分析和加权基因共表达网络分析方法分析类风湿关节炎枢纽基因及其意义。方法：从GEO数据库下载GSE1919、GSE55235数据集，使用R软件“limma”包初筛差异表达基因、“clusterProfiler”包进行加权基因共表达网络分析，取交集基因作为候选枢纽基因。将结果导入String数据库构建蛋白质相互作用网络，Cytoscape软件cytoHubba插件筛选枢纽基因，并进行基因本体分析、京都基因与基因组百科全书通路富集分析。同时对2个数据集用基因集富集分析方法进行京都基因与基因组百科全书通路分析。结果与结论：(1)共筛选出10个枢纽基因，其基因本体分析集中在淋巴细胞分化、T细胞分化、质膜信号受体复合物、主要组织相容性复合体蛋白结合等生物学功能；(2)京都基因与基因组百科全书通路富集于T细胞受体信号通路、Th1辅助细胞和Th2辅助细胞分化、Th17辅助细胞分化、肿瘤细胞程序性死亡-配体1表达和程序性死亡受体1检查点通路及原发性免疫缺陷5条通路；(3)基因集富集分析2个数据集类风湿关节炎样本发现3条共同通路：哮喘、自身免疫性甲状腺疾病和细胞黏附分子通路显著上调；(4)受试者工作特征曲线结果显示，5个基因(CD27、IL2RG、CD8A、LCK、NKG7)对诊断类风湿关节炎具有良好的特异性和敏感性(曲线下面积> 0.85)；(5)CD4可能是多能的基因网络协调员，在免疫反应中发挥重要功能。

• 单位
  沧州医学高等专科学校; 中国医科大学