基于生物信息学分析和临床验证鉴定MDS患者STING相关泛凋亡关键基因

摘要

目的 通过结合生物信息学和生物验证的分子生物学探讨STING激活的细胞泛凋亡在骨髓增生异常综合征(MDS)中的作用机制。方法 从基因表达综合数据库(GEO)下载符合要求的转录组数据，运用R语言Limma包筛选差异表达基因(DEGs),利用基因集富集分析(GSEA)数据库构建泛凋亡基因集，对DEGs和泛凋亡基因集取交集获取泛凋亡相关差异基因(DEPGs),并进行富集分析和免疫浸润分析，随后通过STRING在线分析工具联合Cytoscape可视化软件挖掘在MDS生物过程中发挥关键作用的基因，最后利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测临床MDS患者STING不同表达组中的核心基因进行初步验证。结果 共筛选出752个DEGs,其中248个基因上调，504个基因下调。构建泛凋亡基因集，包含254个凋亡基因、27个焦亡基因、8个坏死性凋亡基因和4个感受器相关基因。获得11个DEPGs,分别是CDH1、PRKAR2B、PPP3R1、CASP3、LY96、TNFRSF21、AIM2、IGF1、CD14、TLR4、CSF2RB。GO富集分析主要与白细胞增殖的调控、质膜外侧与模式识别受体活性有关，KEGG通路富集与丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路、转录因子-κB(NF-κB)信号通路和Toll样受体信号通路等有关。免疫浸润分析发现CASP3、PPP3R1、PRKAR2B与嗜酸性粒细胞和调节性T细胞呈负相关，TLR4、IGF1、LY96与中性粒细胞和M2型巨噬细胞呈正相关。蛋白互作网络筛选出CASP3、TLR4、AIM2为核心基因。qRT-PCR结果显示，相对于STING低表达组，STING高表达组CASP3、TLR4、AIM2表达降低，差异有统计学意义(P<0.001)。结论 CASP3、TLR4、AIM2在STING激活的MDS中起关键作用，可作为MDS发生发展的相关生物标志物。

关键词

骨髓增生异常综合征 / STING / 泛凋亡

基金资助

国家自然科学基金项目(8226010137)