基于生物信息学分析溃疡性结肠炎的差异表达基因和相关微小RNA

摘要

目的 基于生物信息学分析溃疡性结肠炎(UC)中具有诊断和治疗潜力的差异表达基因以及潜在的微小RNA(miRNA)。方法 采用加权基因共表达网络分析法对GEO数据库中的芯片原始数据进行筛选。获取UC相关差异表达基因进行富集分析。根据关键基因，预测与差异表达基因相关的潜在miRNA,并构建基因-miRNA调控网络。结果 共筛选出277个差异表达基因，其中有200个基因上调，77个基因下调。基因集富集分析(GSEA)显示，主要富集通路是神经活性配体受体相互作用、利什曼原虫感染、朊病毒病害以及心电图受体相互作用等通路。基因本体论(GO)分析结果显示，主要参与趋化因子活性、肝素结合、趋化因子受体结合等条目。京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析结果显示，主要富集通路为细胞因子受体相互作用通路、磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B(PI3K-AKT)信号通路、趋化因子信号通路、核转录因子kappa B(NF-κB)信号通路富集通路等。筛选出10个枢纽基因，分别是C-X-C趋化因子配体8(CXCL8)、Toll样受体2(TLR2)、细胞间黏附分子1(ICAM1)、选择素L(SELL)、趋化因子受体4(CXCR4)、细胞毒性T淋巴细胞相关抗原(CTLA4)、细胞分化抗原69(CD69)、双糖链蛋白多糖(BGN)、C-X-C趋化因子配体13(CXCL13)、金属蛋白酶抑制剂1(TIMP1)。鉴定出12个潜在的关键miRNAs,分别为hsa-mir-335-5p、hsa-mir-146a-5p、hsa-mir-92a-3p、hsa-mir-155-5p、hsa-mir-26b-5p、hsa-mir-4426、hsa-mir-4462b、hsa-mir-4647、hsa-mir-32-5p、hsa-mir-92b-3p、hsa-mir-98-5p和hsa-mir-93-5p。结论 本研究共筛选出277个差异表达基因可能参与UC的发生发展，鉴定出10个枢纽基因和12个miRNAs或可作为UC的生物标志物。

关键词

溃疡性结肠炎 / 加权基因共表达网络 / miRNA-基因调控网络 / 生物信息学

基金资助

国家自然科学基金青年项目(71804102); 山西省高等学校哲学社会科学研究项目(2019W040); 山西省研究生教育教学改革课题(2021YJJG115)