基于生物信息学筛选动静脉移植物内瘘中内膜增生相关细胞外基质蛋白及其分子机制

摘要

目的 通过生物信息学方法筛选动静脉移植物内瘘中内膜增生（neointimal hyperplasia, NH）相关的细胞外基质（extracellular matrix, ECM）蛋白，探讨其分子机制，为临床治疗提供新靶点与药物候选。方法 从GEO数据库获取数据集GSE97377，以AVG建模后第14天转录组数据为训练集、第5天数据为验证集。应用limma包分析得到差异表达基因（differentially expressed genes, DEGs）。通过Uniprot和HPA数据库提取ECM蛋白，并与DEGs取交集得到ECM蛋白差异表达基因（ECM protein-DEGs,EP-DEGs）。对EP-DEGs进行GO和KEGG通路分析；构建蛋白-蛋白互作网络筛选枢纽基因。应用GeneMANIA数据库对EP-DEGs进行功能分析，通过DSigDB和CB-DOCK2数据库分别进行药物预测和分子对接。结果 共鉴定出79个EP-DEGs与AVG内瘘后NH病理发展有关，其中IL1A、CXCL12、CD163和SPP1为关键枢纽基因。GO和KEGG分析显示这些基因主要参与炎症反应和ECM重塑；发现在构建AVG后5 d及14 d静脉血管中，CXCL12、CD163及SPP1表达水平一致。GeneMANIA分析提示CXCL12是调控炎性因子的关键因子。靶蛋白药物预测分析发现辛伐他汀、非洛地平、山柰酚和伏立诺他等可能通过作用于枢纽基因发挥治疗作用。分子对接分析说明靶蛋白与候选药物存在较强的相互作用。结论 通过系统鉴定与AVG内瘘后NH相关的ECM蛋白，预测了多个潜在分子靶点和候选药物，为理解NH分子机制及开发新治疗策略提供了理论依据。

关键词

维持性血液透析 / 动静脉移植物 / 内膜增生 / 细胞外基质蛋白 / 分子对接