益气活血散干预脓毒症关键基因和核心通路的生物信息学研究

摘要

本研究旨在通过生物信息学方法筛选鉴定益气活血散干预脓毒症中的关键基因及预测核心通路。首先检索本草组鉴HERB平台获取益气活血散的成分和靶点，并通过多个疾病数据库检索筛选得到脓毒症的潜在靶点。通过STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络，利用PANTHER数据库对蛋白质进行分类注释；通过ChEA3平台预测转录因子并进行共表达模块分析；借助Network Analyst数据库构建转录因子与miRNA的互作网络；通过MSigDB数据库对基因进行可视化功能富集和通路注释分析；利用CytoHubba工具结合多重方法鉴定核心基因，并通过GEO数据库获得公共脓毒症数据集GSE28750和GSE54514,分别对核心基因表达矩阵进行验证和接收者操作特征曲线(receiver operating characteristic, ROC)分析。本研究共筛选出益气活血散中的21个活性成分，益气活血散干预脓毒症的8个核心基因。益气活血散治疗脓毒症的潜在治疗机制可能与HIF-1信号通路、 MARK信号通路和坏死性凋亡等信号途径相关；潜在相关生物过程有对含氧化合物反应、对细胞死亡的调节、对细胞因子的反应等。本研究通过生物信息学联合机器学习算法验证对核心基因的表达进行分析，加深了对益气活血散干预脓毒症的作用机制认识，并为中药治疗本病提供了潜在基因靶标及思路。

关键词

脓毒症 / 益气活血散 / 生物信息学 / HIF-1信号通路