多芯片联合分析骨关节炎的分子机制

摘要

背景:骨关节炎是最常见的慢性关节疾病,其发病机制与复杂的基因调控网络密切相关,但其潜在网络尚未完全明确。目的:利用生物信息学分析方法挖掘骨关节炎滑膜组织中的重要基因、通路、miRNA-mRNA调控网络和免疫浸润情况,以便更全面地阐明骨关节炎的发病机制。方法:从GEO数据库获取GSE1919、GSE55235和GSE12021基因表达谱芯片,利用R软件筛选差异表达基因,并对其进行富集分析;接着建立蛋白质-蛋白质互作网络和预测差异表达基因上游的miRNA,构建miRNA-mRNA网络,筛选出重要基因和miRNA;最后利用CIBERSORT算法分析骨关节炎与正常对照组滑膜组织的免疫浸润情况。结果与结论:获得64个上调和23个下调差异表达基因,GO分析主要富集在对类固醇激素的反应、对皮质类固醇的反应、对脂多糖的反应和白细胞迁移等;KEGG分析显示白细胞介素17、NF-κB、TNF和MAPK等通路与骨关节炎密切相关;miRNA-mRNA网络分析显示白细胞介素6、VEGFA、MYC等10个关键基因和miR-21-5p、miR-142-3p在骨关节炎中较为重要;免疫浸润结果表明,骨关节炎滑膜和正常滑膜中幼稚B细胞、浆细胞和调节性T细胞等6种免疫细胞存在着明显的差异。该研究构建了miRNA-mRNA调控网络和深究滑膜组织免疫浸润的差异,为从滑膜方向全面阐明骨关节炎的发病机制提供理论依据。