CXCL12可作为2型糖尿病合并慢性阻塞性肺疾病的潜在治疗靶点

摘要

目的 探讨2型糖尿病与慢性阻塞性肺疾病（COPD）的关键基因与免疫学共同机制，并研究潜在的治疗靶点。方法 利用基因表达综合数据库（GEO）获取COPD与T2DM的基因表达谱。筛选出共同差异表达基因，并对其进行富集分析和蛋白-蛋白相互网络构建后，综合4种拓扑算法与Friends分析得到候选基因。进行数据集和疾病验证集中候选基因的差异表达验证，得到最终靶点基因，通过受试者工作特征曲线（ROC）评估诊断特征的准确性，通过临床收集的共患病患者资料和血液标本验证靶基因的表达和肺功能相关性。基于CIBERSORT算法分析数据集样品中22种免疫细胞丰度，通过相关性分析靶点基因与22种免疫细胞的关系。使用DGIdb数据库筛选药物-基因互作关系信息和可药用的基因。最后对进行基因集富集分析。结果 选取两种疾病175个共同差异表达基因进分析，结果显示其主要富集于免疫与炎症相关通路，最终筛选趋化因子配体12(CXCL12)作为最终靶基因，其表达在两种疾病中均明显上升（P<0.05），且在ROC曲线中表现出较优异效能，并在COPD共患2型糖尿病患者的血液得到验证。CXCL12表达与肺功能的相关性也得到验证。免疫浸润分析结果显示，CXCL12与CD8+T细胞、γδT细胞和静息肥大细胞呈正相关，而与静息NK细胞和嗜酸性粒细胞呈负相关，差异均具有统计学意义（P<0.01）。GESA分析显示“细胞因子-细胞因子受体相互作用”为与CXCL12高表达密切相关的活化途径。药物-基因检测显示，与CXCL12相关的药物多为非靶向，有较大的细胞毒性，还有进一步改良的空间。结论 CXCL12可能是COPD与T2DM共同的关键发病基因，靶向CXCL12药物可能是未来COPD和T2DM共病患者更为合理、有效的药物治疗新方向。

关键词

2型糖尿病 / 慢性阻塞性肺疾病 / 生物信息学分析 / 趋化因子配体12 / 靶点分析