基于生物信息学分析药物治疗骨关节炎的潜在基因靶点

摘要：

目的 基于生物信息学方法分析药物治疗骨关节炎的潜在基因靶点.方法 从基因表达综合数据库筛选出符合条件的微阵列芯片GSE41038、GSE55235、GSE55457、GSE82107,使用R语言软件筛选出差异表达基因(DEGs).利用DAVID数据库进行DEGs的基因本体论(GO)功能富集分析、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,利用STRING数据库和Cytoscape软件制作蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,并运用cytoHubba插件分析PPI网络中的中枢模块.基于DRUGBANK数据库与药物-基因相互作用数据库确定骨关节炎常用治疗药物及其靶基因,并将靶基因与中枢模块的关键基因取交集,选取4 例骨关节炎患者(实验组)和4 例关节创伤患者(对照组)的滑膜组织进行实时荧光定量PCR验证.结果 共筛选出111 个DEGs,其中表达上调基因55 个、表达下调基因56 个.DEGs的生物学过程主要与细胞黏附、免疫反应、凋亡过程的正向调控有关,细胞组分主要富集在细胞外区域、浆膜、细胞外间质等,分子功能主要富集在转录因子活性与特异性序列DNA结合、蛋白质同质化活性等方面;DEGs通过白细胞介素17 信号通路、肿瘤坏死因子信号通路等信号通路参与骨关节炎滑膜炎症发展.PPI网络的中枢模块包含11 个关键基因.共筛选出50 种治疗骨关节炎的常用药物(塞来昔布、吲哚美辛、曲马多等)及263 个药物靶基因.药物靶基因与中枢模块关键基因的交集基因为血管内皮生长因子A(VEGFA)、基质金属蛋白酶(MMP)1、MMP9、前列腺素内过氧化物合酶2(PTGS2).实时荧光定量PCR结果显示,实验组滑膜组织中VEGFA、PTGS2 的mRNA表达水平低于对照组,MMP9 的mRNA表达水平高于对照组(均P＜0.05),两组MMP1 的 mRNA表达水平差异无统计学意义(P＞0.05).结论 VEGFA、MMP、PTGS2 或为药物治疗骨关节炎的潜在基因靶点.

关键词：骨关节炎、滑膜、生物信息学、差异表达基因、基因靶点、药物治疗

所属期刊栏目：45

分类号：R684.3(骨科学（运动系疾病、矫形外科学）)

资助基金：广西中医药适宜技术开发与推广项目;广西中医药大学校级研究生科研创新项目;广西中医药大学校级研究生科研创新项目

在线出版日期：2023-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：939-946