基于生物信息学方法探究溃疡性结肠炎的关键基因和通路

摘要

目的探究溃疡性结肠炎(UC)的发病机制,为其早期诊断和治疗药物的开发提供新思路。方法从GEO数据库中下载基因芯片GSE42911数据集,使用在线分析工具GEO2R筛选出UC患者与健康人肠组织的差异表达基因(DEGs),将DEGs导入STRING数据库进行分析,筛选核心DEGs;利用在线数据库DAVID 6.8和STRING 11.0分别对核心DEGs进行基因本体论分析(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路富集分析和蛋白互作分析(PPI),使用Cytoscape 3.2.1软件筛选蛋白相互作用网络中的核心节点。结果共筛选出487个DEGs,其中465个上调基因,22个下调基因,进一步筛选得到36个核心DEGs;KEGG富集分析显示,36个核心DEGs富集在25条通路上,主要包括:吞噬体、黏着小带、细菌侵袭上皮细胞、沙门氏菌感染、肌动蛋白细胞骨架调节、白细胞内皮移动等;GO分析显示主要富集的生物工程包括:GTP酶介导的信号转导、细胞或亚细胞成分的运动、线粒体ATP合成耦合质子转运、ATP合成耦合质子运输、线粒体膜电位的调节、胞外外体、胞质溶胶、细胞外间质、局部粘连、蛋白质结合、多聚RNA结合、质子转运ATP合成酶活性、谷胱甘肽酶活性、跨膜转运活性等;PPI网络分析得到10核心基因:RACK1、ACTG1、UBB、CCT8、HSPD1、SOD1、CDC42、PSMA6、CFL1、RPL7。结论RACK1、ACTG1、UBB、CCT8等基因可能通过调控吞噬体、黏着小带、细菌侵袭上皮细胞、沙门氏菌感染、肌动蛋白细胞骨架调节、白细胞内皮移动等信号通路参与溃疡性结肠炎的发生发展。