类风湿性关节炎中氧化应激与免疫浸润的生物信息学分析

摘要

目的 探索类风湿关节炎中氧化应激和免疫浸润的作用。方法 从GEO数据库中获取类风湿关节炎数据集GSE55235(10例类风湿关节炎样本和10例健康对照样本)和GSE55457(13例类风湿关节炎样本和10例健康对照样本)，将两个数据集作为实验数据集进行合并，使用R语言获取类风湿关节炎样本和正常关节样本的差异表达基因，并与氧化应激相关基因取交集得到差异表达氧化应激基因。对差异表达氧化应激基因进行KEGG和GO富集分析，利用GSEA方法评估与类风湿关节炎相关的通路和生物过程。使用STRING在线平台和Cytoscape软件构建蛋白质相互作用网络，使用Cytoscape软件中的Degree算法计算出前10名关键基因。从GEO数据库中获取到数据集GSE1919作为验证数据集，对计算出的前十名关键基因进行验证及ROC曲线分析，得到核心基因。利用CIBERSORT来评估免疫细胞的浸润情况，使用qRT-PCR验证得到的结果的准确性。结果得到了89个差异表达氧化应激基因；富集分析结果显示，差异表达氧化应激基因的主要聚焦点包括氧化应激、化学应激的反应、对活性氧的反应和脂多糖反应等生物学过程；得到了5个核心基因（STAT1、MMP9、MYC、CCL5、JUN）,5个核心基因的ROC曲线下面积都大于0.7，其对类风湿关节炎的预测具有良好的敏感性和特异性；核心基因与免疫细胞密切相关，且大多与T细胞相关；qRT-PCR结果显示，5个核心基因在类风湿关节炎样本和正常关节样本中的表达存在显著差异（P<0.05）。结论 类风湿关节炎中存在氧化应激与免疫反应过程，且免疫反应参与激活氧化应激，核心基因及可作为诊断类风湿关节炎的新型标志物。

关键词

类风湿关节炎 / 氧化应激 / 免疫浸润 / 生物标志物 / 生物信息学