用权重基因共表达网络分析识别心脏重构关键节点基因

摘要

目的:rn 心肌梗死后的心脏重构是是发生慢性心力衰竭的主要病理基础,而ACE1和ACE2平衡在慢性心力衰竭的发病机制及其治疗中扮有极其重要作用,然而它们的上游调控机制还不清楚.本课题在采用权重基因共表达网络分析方法(WGCNA)挖掘心肌梗死后心脏重构的关键节点基因,并研究其与ACE1和ACE2的关系.rn 方法:rn 从NCBI的GEO下载2个心肌梗死后心脏重构的全基因组表达数据GSE14267和GSE738;数据初处理后,用WGCNA构建基因共表达网络,识别与心脏重构相关的模块与关键节点基因,分析关键节点基因与ACE1的关联性;进一步在动物模型中验证RCAN1与ACE1和ACE2的相关性.rn 结果:rn 分析发现在GSE14267,17个模块中有6个模块与心脏重构显著相关,模块基因显著富集于16条KEGG信号通路.在GSE738,5个模块与心脏重构显著相关,模块基因显著富集于15条KEGG信号通路,其中有10条信号通路与第一组数据结果相同,这些信号通路涉及心肌肥厚病理、氧化磷酸化、代谢等.两组数据结果的高度一致显示WGCNA方法的健壮性和准确性.进一步利用模块内连通性和基因重要性找到了一些心脏重构的关键调控基因,如钙依赖磷酸酶调节子(RCANl).RCAN1表达与ACE1表达高度相关(r=0.749,P＜0.001),但与ACE2不相关(r=0.144,P=0.532).在动物模型中验证结果与上述结果一致,ACE1在心脏重构中表达增加,而ACE2表达基本没改变.rn 结论:rn 权重基因共表达网络分析方法是一个高效的系统生物学方法,应用本方法发现了心脏重构的关键节点基因,其中RCAN1可能影响ACEl-ACE2在肾素血管紧张素系统中的平衡.