糖酵解关键基因ME1和ALDH3A1调控乳酸通路介导COPD相关免疫失调

摘要

目的：利用生物信息学方法探讨糖酵解相关基因在慢性阻塞性肺疾病（COPD）发病过程中的表达及其可能通过影响糖酵解调控乳酸化通路介导COPD中免疫失调的作用。方法：在GEO数据库中获取COPD相关数据集GSE20257，对其进行差异基因相关分析及加权基因共表达网络分析（WGCNA），将两者获取的相关基因与糖酵解基因集取交集，筛选出共有差异基因并进行富集分析。采用LASSO和SVM-RFE算法筛选糖酵解关键基因，分亚型后进行GSEA分析。免疫浸润分析评估COPD样本中免疫细胞的浸润程度，并探讨关键基因与免疫细胞的相关性。通过实时荧光定量逆转录聚合酶链式反应（RTqPCR）检测人肺及小鼠肺组织中糖酵解关键基因相对表达量。结果：通过WGCNA分析和数据集交集筛选出16个共有差异基因后利用LASSO和SVM-RFE算法最终确定ME1和ALDH3A1为关键基因。聚类分析将样本分为两个亚型，亚型间差异基因的GSEA分析显示主要富集在细胞周期、趋化因子信号通路、JAK-STAT信号通路等。与对照组相比，COPD组肺组织中ME1和ALDH3A1基因表达显著升高（P<0.05）。慢性烟草烟雾暴露（CS）组小鼠肺组织中ME1和ALDH3A1基因表达也较空气组显著上调（P<0.01）。结论：糖酵解相关基因ME1和ALDH3A1可能通过糖酵解调节乳酸化通路介导COPD的免疫失调。

关键词

慢性阻塞性肺疾病 / 糖酵解相关基因 / 乳酸通路

基金资助

国家自然科学基金(青年科学基金项目)资助项目(No.81800037)