下肢静脉性溃疡差异表达基因挖掘及目标基因筛选

作者：刘国全; 王雁南^*; 刘天娇

来源：中国普外基础与临床杂志, 2021, 28(04): 445-451.

• 下肢静脉性溃疡
• 生物信息学
• 差异表达基因
• 数据挖掘
• 分子机制

目的通过生物信息学方法挖掘下肢静脉性溃疡(VLU)的差异表达基因(DEGs),并进一步探究该疾病的分子机制、预测早期诊断标志物以及治疗靶点。方法从基因表达综合(GEO)数据库中下载VLU表达谱芯片,使用R语言软件分析VLU与正常皮肤愈合炎性期的DEGs,对其进行基因本体论(GO)分析和KEGG通路富集分析并获得通路关键基因;使用STRING数据库和Cytoscape 3.2.1软件进行蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络分析并获得核心基因。结果获得DEGs共409个,其中表达上调173个、表达下调236个。GO分析结果显示,表达上调的DEGs主要分布于含胶原的细胞外基质(ECM)、角质化包膜和胶原三聚体中,涉及皮肤发育、角质形成细胞分化、角质化等生物学过程,介导ECM结构成分、赋予抗张强度的ECM结构成分、整联蛋白结合等分子功能;表达下调的DEGs主要涉及分布于三级颗粒、分泌性颗粒膜及三级颗粒膜中,涉及对趋化因子的反应、白细胞迁移、中性粒细胞趋化等生物学过程,介导趋化因子受体结合、趋化因子活性、细胞因子活性等分子功能。KEGG通路富集分析结果显示,表达上调的DEGs主要富集于ECM-受体相互作用和蛋白质消化吸收通路,Ⅰ型胶原α1链(COL1A1)、Ⅰ型胶原α2链(COL1A2)和Ⅵ型胶原α6链(COL6A6)为通路关键基因;表达下调的DEGs主要富集于金黄色葡萄球菌感染、Toll样受体信号通路、白细胞跨内皮迁移等通路,白细胞介素(IL)-1β、CXCL8、IL-10、基质金属蛋白酶(MMP)1及MMP9为通路关键基因。PPI网络核心基因为甲酰肽受体(FPR)1、FPR2、IL-1β、IL-10及CXCL8。结论 COL1A1、COL1A2、COL6A6、IL-1β、CXCL8、IL-10、MMP1和MMP9及其参与的信号通路影响VLU愈合,核心基因FPR1、FPR2、IL-1β、IL-10和CXCL8可作为潜在治疗靶点。

• 单位
  山东中医药大学; 山东中医药大学附属医院