巴瑞特食管差异表达基因及中药预测的生物信息学分析

摘要

目的本研究通过生物信息学技术分析Barrett食管(BE)患者与健康对照的基因芯片数据,筛选BE的差异表达基因,探寻BE的发病机制及生物标记物,预测BE治疗的潜在中药。方法从基因表达数据库(GEO)提取GSE34619,GSE13083,GSE1420,GSE13898,GSE26886基因芯片原始数据,使用GEO2R筛选差异表达基因(DEGs)。利用DAVID数据库对DEGs进行功能和信号通路的富集分析,String数据库构建蛋白互作网络,Cytoscape软件及其插件筛选核心基因,并在TCGA数据库中检测核心基因的表达。使用Kaplan Meier-plotter算法分析关键基因对食管腺癌患者整体生存率的影响。将核心基因与中药预测工具相互映射,筛选治疗BE可能的靶向中药。结果筛选出下调DEGs109个,上调DEGs24个。上调DEGs的KEGG通路主要富集在自噬和mTOR信号通路,下调DEGs主要富集在胰腺分泌,胃酸分泌,胆汁分泌,酪胺酸代谢等通路。RRAGD,APP,KRT20,EPCAM,CFTR和AGR2筛选为关键基因。AGR2和EPCAM的异常表达与食管腺癌患者整体生存率有关。筛选治疗BE的潜在中药有三七、丹参、牛膝、姜黄、人参、白果、黄芪、甘草等。结论RRAGD,APP,KRT20,EPCAM,CFTR和AGR2可能与BE发生发展相关,APP、EPCAM、CFTR、ACR2可作为BE患者风险分级指标。以丹参、三七为代表的活血祛瘀药和以人参、黄芪为代表的补气药可能为BE治疗的潜在靶向中药。本研究将差异基因表达与中药治疗靶点相结合,以期阐明BE的发病机制,寻找BE高危预警标记物,为中药新药研发提供了理论依据和技术支持,为BE诊断治疗的中西医结合之路做出了初步探索。