基于生物信息学分析非酒精性脂肪性肝病和结直肠癌的转录组学共病机制

摘要

目的 基于生物信息学筛选并分析非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)和结直肠癌(CRC)的共病生物标志物，探索共病机制。方法 从公共数据库(GEO)分别下载NAFLD和CRC相关数据后，对所有基因进行基因集富集分析(GSEA)以筛选表达变化的通路，后对二者的共同差异表达基因进行GO和KEGG功能注释，随后用STRING在线数据库构建蛋白互作网络(PPI)以筛选关键基因，基于关键基因构建转录因子-基因调控网络，随后使用LASSO回归确定生物标志物基因，最后则通过Network Analyst数据库对关键基因进行转录因子预测分析并构建转录因子网络。结果 GSEA分析显示在NAFLD患者中TNF-α、IL-6-JAK-STAT3等信号通路表达激活。NAFLD和CRC中所筛选出的17个共同差异表达基因在GO分析中主要富集在细胞二价无机阳离子稳态、中性粒细胞化学趋化等生物学过程中。KEGG通路分析显示共同差异表达基因主要富集于IL-17信号通路。PPI筛选出的5个关键基因是TREM1、FPR1、IL1RN、S100A9、S100A8。LASSO回归筛选出的IL1RN及硬脂酰-CoA去饱和酶(SCD)经外部数据集和来自人类蛋白质图谱(HPA)数据库的免疫组化数据的验证均被证实为生物标志物基因，并在CRC组织中高表达。转录因子-关键共病基因调控网络由Network Analyst构建。结论 生物信息学分析发现的NAFLD和CRC的共病基因，揭示了潜在的共病发病机制，为NAFLD患者进行CRC早癌筛查和早期诊断提供思路。

关键词

非酒精性脂肪性肝病(NAFLD) / 结直肠癌 / 关键基因 / 生物信息学 / 共病

基金资助

陕西省重点研发计划资助(No.2020SF-298)