糖尿病肾病进展为终末期肾病关键基因的筛选及与免疫细胞浸润关系

作者：李欣玥; 钟爱民; 陈红^*

来源：山东医药, 2023, 63(14): 7-11.

• 关键基因
• 加权基因共表达网络分析
• 免疫浸润
• 糖尿病肾病
• 终末期肾病

目的 利用生物信息学方法筛选糖尿病肾病（DN）进展为终末期肾病（ESRD）的关键基因，并探讨其与免疫细胞浸润的关系。方法 下载GSE142153数据集，包含23例DN患者（DN组）和7例由DN所致ESRD患者（ESRD组）的血液样本，共20 959个基因。筛选两组差异基因，分为上调和下调；通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）鉴定DN进展为ESRD的关键模块。对差异基因及关键模块进行基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科全书通路富集分析；将获得的差异基因及WGCNA关键模块基因分别输入STRING在线数据库，构建蛋白质—蛋白质相互作用（PPI）网络，采用MCC算法确定核心基因，并将两种方法获得的核心基因取交集，获得关键基因。采用受试者工作特征（ROC）曲线对获得的关键基因进行分析，计算曲线下面积（AUC），评价关键基因区分DN和ESRD的诊断效能。最后进行免疫细胞浸润分析，从Cibersort网站下载22个免疫细胞的基因表达矩阵，采用Cibersort反卷积算法计算出30个样本的22种免疫细胞的相对丰度，用来表示免疫细胞浸润情况，比较两组免疫细胞浸润情况；进一步采用Pearson法分析关键基因表达量与免疫细胞的相关性。结果 共获得差异表达基因164个，其中上调69个、下调95个。WGCNA分析共获得2个显著性模块。对差异基因及关键模块进行GO及KEGG通路分析，提示免疫细胞及免疫反应在DN进展为ESRD中具有重要的作用。分别对差异基因和关键模块中的基因相互作用的蛋白进行分析，取交集后筛选出7个关键基因，即CXCL2、TLR7、CCR2、CCL20、IL8、CXCL3、IL1β。ROC分析显示，7个基因对区分DN和ESRD均具有良好的诊断效能，联合7个基因诊断的AUC为0.916，具有更高的诊断效能。免疫浸润分析发现，ESRD组血液γδT细胞较DN组升高，嗜酸性粒细胞较DN组降低（P均<0.05），并且7个关键基因与免疫浸润细胞具有明显相关性（P<0.05或<0.01）。结论 采用WGCNA方法共发现7个与DN进展为ESRD的关键基因，免疫反应与DN进展为ESRD密切相关，为DN进展的病理学过程提供了新的依据。

• 单位
  江西省人民医院; 南昌大学医学院