其他肝病
原发性胆汁性胆管炎关键基因及分子机制的生物信息学分析
中华肝脏病杂志, 2023,31(11) : 1209-1216. DOI: 10.3760/cma.j.cn501113-20220315-00110
摘要
目的

采用生物信息学方法挖掘原发性胆汁性胆管炎(PBC)的差异表达的关键基因,以期为进一步研究机制提供信息。

方法

从GEO数据库中下载GSE119600数据集,获取差异表达基因;对差异基因进行基因本体论(GO)富集与京都基因和基因组百科全书(KEGG)路径分析;再构建蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,用Cytoscape软件进行可视化并筛选核心基因。受试者操作特征(ROC)曲线下面积(AUC)用于评估基因诊断的有效性,并由"pROC"软件包绘制。用x-Cell工具计算每个样本中34种免疫细胞的富集评分。最后,选取PSMA4、PSMA1、PSMB1和PSMA3 4个关键基因,用qPCR法对血液样本进行鉴定。

结果

共鉴定出373个免疫相关差异表达基因。从178个节点596条边的PPI网络中筛选出8个基因(PSMC6、PSMB2、PSMB1、PSMA3、PSMA4、PSMA1、PSMD7和PSMB5)作为hub基因,与细胞氨基酸代谢相关过程、造血干细胞分化相关过程、细胞周期相关过程和免疫相关过程显著相关。然后按ROC曲线的AUC值>0.7,将PSMA4、PSMA1、PSMB1和PSMA3定义为PBC的免疫生物标志物。通过免疫浸润细胞分析,我们发现PBC患者的嗜酸性粒细胞比例明显高于对照组,CD4+记忆T细胞、浆细胞、Th2细胞和cDC细胞比例明显低于对照组。所有4种免疫生物标志物都与浆细胞相关。纳入7例PBC患者及7名健康人外周血qPCR验证,PSMB1、PSMA3、PSMA1、PSMA4水平显著低于健康人,差异有统计学意义。

结论

通过生物信息学筛选出8个关键基因,其中4个为关键免疫标志物,可能为临床诊断提供和机制探讨依据。

引用本文: 陈沁磊, 乔飞, 陆玮婷, 等.  原发性胆汁性胆管炎关键基因及分子机制的生物信息学分析 [J] . 中华肝脏病杂志, 2023, 31(11) : 1209-1216. DOI: 10.3760/cma.j.cn501113-20220315-00110.
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原发性胆汁性胆管炎(primary biliary cholangitis, PBC)是一种典型的自身免疫性肝病,男女比例1∶10,其特征是肝内破坏性的淋巴细胞性胆管炎,导致胆汁淤积、进行性纤维化,最终导致肝硬化或肝衰竭。目前熊去氧胆酸是一线用药,约有30%~50%患者应答不佳。奥贝胆酸可获得部分应答,但对于肝功能Child-Pugh B级~C级安全性不高;环孢素、皮质醇、霉酚酸酯等其他免疫抑制剂效果均不理想[1]。抗线粒体自身抗体(anti-mitochondrial autoantibodies,AMA)常被作为PBC的血清学诊断标志,约10%的PBC患者中AMA呈现阴性或者未能被检测到。然而,AMA阳性的人群频率很高(高达1/1 000),而PBC患病率较低(高达0.4/1 000)[2]。因此,寻找更加有效的PBC诊断标志物较为重要。同时PBC的发病机制未完全阐明,目前焦点集中在胆管微环境变化所引起的胆汁酸细胞毒性增加和对于胆管上皮细胞的自身免疫反应增强。其中,Th17、Th1和滤泡辅助T淋巴细胞促进PBC的发展;在PBC晚期,产生了大量的免疫相关因子,如白细胞介素(IL) -17、IL-6,这些免疫因子加快了PBC的纤维化进程[3,4]。探索PBC发生、发展的分子机制亦迫在眉睫。因此,为了深入了解PBC中与免疫相关的潜在因素,本研究主要基于数据集GSE119600中的免疫相关基因(immune-related genes,IRGs)进行分析,通过生物信息学的方法鉴定了关键的免疫标志物,并探索了这些免疫标志物的诊断价值及潜在的分子调控机制。

 
 
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