缺血性脑卒中相关的线粒体自噬和铁死亡关键基因筛选及实验验证

摘要

目的 探讨缺血性脑卒中(ischemic stroke, IS)中线粒体自噬和铁死亡相关的关键基因，研究线粒体自噬、铁死亡与IS的关系。方法 利用基因表达综合数据库、GeneCards数据库和铁死亡相关数据库分别获取IS基因表达谱、线粒体自噬和铁死亡相关基因。筛选出共同差异表达基因，并对其进行功能富集分析和蛋白-蛋白相互作用网络分析，结合2种拓扑算法分析获得候选基因。以数据集GSE137482对候选基因进行基因表达验证，经受试者工作特征(ROC)曲线评估诊断特征的准确性，得到最终靶点基因，最后通过数据集GSE61616和动物实验验证靶点基因。将SD大鼠随机分为假手术组和模型组，每组10只。运用蛋白质免疫印迹技术和实时荧光定量PCR检测靶点基因的表达水平。结果 共筛选出36个共同差异表达基因，经GO和KEGG富集分析，主要参与自噬和铁死亡相关信号通路。选取SIRT3、STAT3、HMOX1和NFE2L2为最终靶点，其中SIRT3在IS中表达明显下降(P<0.05),STAT3、HMOX1和NFE2L2表达升高(均P<0.05),且在ROC曲线分析中AUC值均为1。动物实验中，IS模型组STAT3、HMOX1和NFE2L2的蛋白表达量上升，SIRT3表达下降(均P<0.05)。结论 SIRT3、STAT3、HMOX1和NFE2L2可能是IS中参与线粒体自噬和铁死亡的关键共同基因。

关键词

缺血性脑卒中 / 线粒体自噬 / 生物信息学 / 铁死亡 / 活性氧