自发性脑出血后脑组织差异基因的生物信息学分析

摘要

目的 利用基因表达数据库(gene expression omnibus,GEO)探究自发性脑出血后脑组织中的差异表达基因,为探寻脑出血后脑组织继发性脑损伤的发病机制提供新思路,为脑出血的治疗提供新的治疗靶点.方法 选取数据库中编号为GSE24265的芯片作为研究对象,应用R语言中的相关函数筛选出芯片中符合条件的差异基因,进一步对差异基因进行功能富集分析,并构建差异基因对应的蛋白质间相互作用网络图,根据蛋白质间相互作用的关系作用对数筛选关键差异基因.结果 筛选出脑出血后脑组织中差异表达的基因70个,其中表达上调基因62个,表达下调基因8个.基因本体(gene ontology,GO)富集分析结果 显示差异基因主要分布在细胞的胞质囊腔、特定分泌颗粒、分泌颗粒内腔、分泌颗粒膜、血红蛋白与珠蛋白复合体、内吞作用囊泡上,中性粒细胞激活、中性粒细胞介导的免疫反应、白细胞、粒细胞的驱化生物过程中,以及趋化因子活性、趋化因子受体结合、G蛋白耦联受体、细胞因子活性、细胞因子受体结合、氧载体活性、葡萄糖跨膜转运蛋白活性等功能活动中.京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析显示,差异基因主要介导Toll受体转导通路、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)信号通路、沙门菌感染、吞噬体、疟疾、军团病、细胞因子受体相互作用、趋化因子信号通路、南美锥虫病趋化因子等信号通路.通过蛋白质相互作用网络,进一步挖掘得到可能在脑出血后参与脑组织继发性脑损伤进程的20个关键基因,包括CXCL8、IL6、TLR2、CXCL1、CCL4、SERPINE1、CCL20、PPBP、TIMP1、TREM1、CD163、HMOX1等.结论 本研究从生物信息学角度分析GEO数据库的原始表达谱芯片数据,通过关键差异基因分析,发现了与自发性脑出血相关的关键差异基因和信号通路,为后续的研究提供重要的参考.