生物信息学联合蛋白质组学分析IgA肾病的差异表达基因及靶向中药预测

摘要

目的 采用生物信息学联合蛋白质组学探究IgA肾病（IgAN）相关差异基因的表达，并筛选相关的靶向中药。方法选取基因表达综合数据库（GEO）的GSE93798和GSE37460数据集，通过R语言筛选IgAN差异表达基因（DEGs），并采用火山图和热图进行DEGs可视化分析。使用韦恩图获取2个数据集的交集DEGs，利用DAVID工具对交集DEGs进行GO和KEGG富集分析，使用STRING筛选交集DEGs的PPI网络，用Cytoscape软件进行拓扑分析以筛选关键基因。收集陕西省中医医院30例IgAN患者和5例微小病变（MCD）患者的尿液样本进行蛋白质组学测定，进一步分析关键基因在IgAN患者尿液中的差异表达，最后利用Coremine Medical预测与IgAN相关的Hub基因的靶向中药。结果 共筛选出52个交集DEGs，包括37个上调和15个下调。GO分析表明交集DEGs主要富集于炎症反应、细胞膜外侧区域等。KEGG富集分析主要包括了细胞外基质受体互作通路、AGE-RAGE信号通路等。利用PPI网络筛选出包括FOS、EGR1、ATF3、FOSB、CD36、POSTN、CYBB、TYROBP、C3AR1、CSF1R、FN1、COL1A1、COL1A2、MMP9、CD68、ALB、CCL2和ITGB2在内的18个关键基因。蛋白质组学分析结果表明FN1、CD36在IgAN患者尿液中的表达均高于MCD患者（P<0.05）。最后，预测了调控17个关键基因的199种中药。结论IgAN差异基因的表达多与机体炎症反应、细胞黏附、信号转导等相关。FN1、CD36在IgAN患者尿液中显著表达，可能成为未来IgAN诊断和治疗的靶点之一。预测得到的中药及其性味、归经与IgAN的病机基本吻合，为未来IgAN的治疗提供新的研究方向和用药参考。

关键词

IgA肾病 / 生物信息学 / 蛋白质组学 / GEO数据库 / 差异基因 / 中药