基于生物信息学分析早期液体复苏改善脓毒症休克的核心基因及通路

摘要

目的 通过生物信息学分析鉴定脓毒症休克早期的潜在核心基因及通路。方法 基因表达谱GSE110487数据集从基因表达综合数据库下载，使用R项目的 DESeq2软件包鉴定差异基因。构建《京都基因与基因组百科全书》（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG）和《基因本体论》（Gene Ontology,GO）分析，使用clusterProfiler程序包研究途径和生物过程。使用ggnetwork软件包对蛋白质–蛋白质相互作用（proteinprotein interaction,PPI）网络进行映射，并使用Cytoscape软件进行分子复合物检测（molecular complex detection,MCODE）分析以进一步研究差异基因的相互作用。结果 在接受早期液体复苏治疗后出现不同反应性脓毒症休克患者中共鉴定出468个差异基因，包括255个上调基因和213个下调基因，通过对差异基因进行KEGG和GO富集分析，发现表达上调的基因涉及的生物过程主要与免疫过程有关，而表达下调的基因则涉及与有机含氮化合物有关的生物过程、多细胞有机体生物过程以及离子转运有关。经PPI网络构建和MCODE分析，从这些差异基因中筛选出23个核心基因，除CD28、CD3D、CD8B、CD8A、CD160、CXCR6、CCR3、CCR8、CCR9、TLR3、EOMES、GZMB、PTGDR2、CXCL8、GZMA、FASLG、GPR18、PRF1、IDO1等表达上调基因通过各种免疫过程参与早期脓毒症休克的改善外，CNR1、GPER1、TMIGD3、GRM2等表达下调的基因在早期液体复苏改善脓毒症休克中也有显著变化。KEGG通路富集分析和GO功能分析显示差异基因富集的信号通路与细胞因子与细胞因子受体的相互作用、自然杀伤细胞介导的细胞毒性、造血细胞谱、T淋巴细胞受体信号传导途径、磷脂酶D信号通路、细胞黏附分子等有关。结论 T淋巴细胞、自然杀伤细胞等淋巴细胞及相关的细胞因子、趋化因子等参与的免疫过程在脓毒症休克的早期治疗中起着重要作用，CD160、CNR1、GPER1、GRM2等核心基因可能是治疗早期脓毒症休克的新靶点。