尼古丁影响糖尿病心肌病进展的机制研究

摘要

目的基于生物信息学技术深度挖掘人糖尿病心肌病相关数据库,揭示尼古丁对糖尿病心肌病(DCM)的作用靶点进而阐明其相关机制。方法通过3大数据库(GEO数据库、Drug bank数据库、STRING数据库)和WGCNA分析对DCM和尼古丁的相关基因进行筛选,揭示尼古丁影响DCM的潜在的hub基因,基于hub基因本体(GO)分析和基因组百科全书(KEGG)分析,通过Cytoscape软件构建影响DCM的hub基因网络以及关键靶点相关通路的交互图,进一步对hub基因和疾病调控基因进行相关性分析,鉴定hub基因与免疫浸润的关系,最后构建hub基因参与的miRNA-mRNA共表达网络,预测hub基因的转录因子,同时ROC曲线探讨靶点与DCM发生发展的关系。结果共筛选出630个差异基因,共2个hub基因:神经元乙酰胆碱受体β4亚基(Chrnb4)、细胞色素酶P4501A1(Cyp1a1),其主要参与Fe^(3+)反应、维甲酸生物合成过程和影响色氨酸代谢、卵巢类固醇生成;尼古丁通过hub基因加重DCM心肌病进程主要与免疫细胞含量显著相关,此调节过程涉及35个miRNA,2个mRNA,Cyp1a1转录因子;ROC曲线显示Chrnb4(AUC:0.707)、Cypla1(AUC:0.769)可作为DCM心肌病的诊断指标。结论尼古丁可加重DCM心肌病的进程,其与Chrnb4、Cyp1a1相关并通过miRNA-RNA互作调节免疫细胞含量,从而可为治疗吸烟人群中DCM患者心脏的损伤情况提供新的思路。