激素性股骨头坏死风险模型构建及潜在的中药治疗预测

作者：章晓云; 高振罡; 陈锋; 曾浩; 刘桦; 苏允裕

来源：中国组织工程研究, 2022, 1-8.

• 激素性股骨头坏死
• 长链非编码RNA
• 竞争性内源RNA
• 生物信息学
• 中药预测

背景：随着疾病治疗模式的改变，人们已经意识到中医药在激素性股骨头坏死治疗过程中的重要性，因此利用生物信息学从分子水平分析激素性股骨头坏死的发病机制，构建疾病风险模型，并预测具有潜在治疗作用的中药，为后期中医药治疗激素性股骨头坏死提供一定的理论依据。目的：基于生物信息学挖掘激素性股骨头坏死的竞争性内源RNA（ceRNA）调控网络，分析其在激素性股骨头坏死中的分子调控机制，预测相关疾病靶点并构建疾病风险模型，同时预测具有潜在治疗作用的中药。方法：检索GEO数据库，下载激素性股骨头坏死的矩阵文件GSE123568和基因注释文件GPL15207。借助R语言等软件分析得到差异表达的长链非编码RNA与mRNA，并通过公共数据库预测与差异表达长链非编码RNA关联的miRNA-mRNA，再将预测到的mRNA与差异表达mRNA取交集，整合得到ceRNA网络。随后采用STRING数据库和Cytoscape软件筛选关键基因，利用R语言分析关键基因的功能与相关通路，并挖掘关键ceRNA网络。最后根据关键基因构建激素性股骨头坏死的风险模型，并进行中药预测。结果与结论：（1）与健康对照相比，激素性股骨头坏死患者共有7个长链非编码RNA和1 763个mRNAs存在差异表达；（2）筛选出STAT3、KAT2B、AGO4、JAK2、JAK1、PTGS2共6个关键基因；（3）关键基因所富集的功能包括对肽激素的反应、白细胞介素6介导的信号通路、细胞对白细胞介素6的反应等生物学过程，涉及JAK-STAT、脂肪细胞因子、催乳素等信号通路；（4）4种miR NAs（miR-135a-5p、miR-137、miR-17-5p、miR-20b-5p）和2种长链非编码RNA （SNHG11、C20orf197）可能在导致激素性股骨头坏死发生发展过程中发挥关键作用；（5）KAT2B最有可能是激素性股骨头坏死发生发展的风险因子；（6）郁金、淫羊藿、黄芪具备治疗激素性股骨头坏死疾病靶点的可能。通过对激素性股骨头坏死相关长链非编码RNA介导的ceRNA网络进行分析，识别出潜在的疾病靶点、信号通路及潜在治疗中药，为进一步阐明其发病机制，并为后续的实验研究提供参考依据。

• 单位
  钦州市第一人民医院; 广西中医药大学附属瑞康医院