基于生物信息学分析初探正畸牙移动时牙周膜成纤维细胞铁死亡相关基因的作用机制

摘要

目的：运用生物信息学方法，分析正畸牙移动过程中牙周膜成纤维细胞(PDLCs)与铁死亡相关基因的关系。方法：从GEO数据库获取正畸加力与非加力牙周膜组织样本和人PDLCs样本的转录组数据。通过差异基因分析、GSEA富集分析、与铁死亡数据库的交集分析、PCA分析、蛋白互作网络分析等方法，筛选出与铁死亡相关的关键基因。并通过ELISA检测、Western blotting法检测和体外细胞实验等方法，验证关键基因在加力组和非加力组中的表达情况，并探究其对破骨细胞生成的影响。正态分布数据采用ANOVA分析，非参数数据使用Wilcoxon符号秩和检验，P<0.05为差异有统计学意义。结果：差异基因分析共获得193个差异基因，其中与铁死亡相关的差异表达基因有38个。PCA图显示加力组和不加力组基因表达模式存在显著差异。蛋白互作网络图筛选出TFRC等关键基因。通过ELISA检测探究关键基因TFRC在临床正畸牙加力前后的表达变化。正畸加力后，龈沟液中TFRC的表达丰度显著上调(P<0.05)。体外细胞实验显示，在加力下，TFRC表达量随时间增长而增多(P<0.01),Fre-1干预后，TFRC表达量显著下调(P<0.01),且与对照组相比，加力组能诱导更多破骨细胞(P<0.01),Fre-1干预后，诱导破骨细胞数量减少(P<0.05)。结论：TFRC在正畸牙移动中可能通过促进铁死亡和破骨细胞生成来发挥作用，为理解正畸治疗机制和优化治疗方案提供新的视角和潜在靶点。

关键词

正畸牙移动 / 牙周膜成纤维细胞 / 铁死亡 / 生物信息学分析