动脉粥样硬化糖酵解相关基因挖掘及潜在干预中药的关联预测

摘要

本研究旨在挖掘动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)糖酵解相关基因，筛选与其相关联的具有潜在干预作用的中药(traditional Chinese medicine,TCM)，为AS的中医药治疗提供参考。运用GEO数据库中GSE100927数据集，筛选AS样本与正常对照样本间的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)，进行加权基因共表达网络分析(weighted gene coexpression network analysis,WGCNA)，结合糖酵解基因挖掘AS糖酵解相关基因。利用基因本体论(gene ontology,GO)和京都基因和基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析关键基因的生物功能和作用通路。运用STRING数据库进行蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络分析。采用Cytoscape软件筛选核心基因。通过Coremine Medical数据库挖掘与核心基因相关联的潜在干预中药。共筛选获得102个AS糖酵解相关基因。GO功能富集分析结果显示，这些基因显著富集于以葡萄糖代谢为核心的碳水化合物分解过程，其分子功能主要表现为碳水化合物激酶及糖磷酸酶等关键酶的催化活性，通路分析显示，这些基因在核心糖酵解通路中高度富集，并与HIF-1信号通路、AMPK信号通路等代谢调控网络密切关联。进一步筛选得到21个核心基因，通过关联分析进一步挖掘，最终筛选获得潜在干预中药119味，其中被2个以上核心基因共同关联到的中药有丹参、葫芦巴、铁皮石斛、冬虫夏草等。本研究系统鉴定了AS糖酵解相关基因并筛选了多种潜在干预中药，为AS的中药干预治疗及开发新型治疗策略提供了思路。

关键词

动脉粥样硬化 / 糖酵解 / 生物信息学 / 中药