10.3980/j.issn.1672-5123.2023.10.19
原发性开角型青光眼铁死亡相关基因表达谱的生物信息学分析
目的:通过生物信息学手段分析原发性开角型青光眼(POAG)进展过程中调控铁死亡相关的关键基因,旨在进一步揭示铁死亡在POAG中的生物学机制.方法:从GEO数据库中获取小梁网来源的GSE27276 数据集,其中包括 19 个POAG小梁网组织样本和 17 个正常小梁网组织样本;下载FerrDb数据库整理的铁死亡相关基因,将GSE27276 数据集与铁死亡基因集进行映射,筛选POAG中铁死亡相关的预后差异表达基因(DE-FRGs)并进行相关性分析,进一步了解DE-FRGs的GO和KEGG通路富集.应用LASSO回归模型与SVM-RFE模型两种机器学习的算法筛选铁死亡相关POAG的关键基因,将两种模型的筛选结果取交集,获得最佳特征基因,使用受试者特征曲线(ROC)评估临床诊断能力;对最佳特征基因进行单基因基因组富集分析(GSEA)和变异分析(GSVA);借助视乳头来源的GSE2378 与GSE9944 数据集验证最佳特征基因的表达水平.结果:与正常小梁网组织相比,POAG 的小梁网组织有396 个铁死亡基因存在差异表达,其中 39 个为上调基因,64 个为下调基因,Spearman相关性分析显示上调基因和下调基因均有一定的相关性.GO功能和KEGG通路富集分析显示,差异基因主要富集在氧化应激反应和铁死亡通路;通过LASSO和SVM-RFE算法将18 个DE-FRGs确定为关键基因,具有更高的诊断价值.GSEA和GSVA富集分析显示GDF15、MFN2 和 OTUB1 基因与谷胱甘肽代谢通路密切相关,其中MFN2 和OTUB1 分别在高表达组和低表达组中激活谷胱甘肽代谢通路.GSE2378 与GSE9944 数据集交叉验证明确视乳头标本中CREB1 的表达水平相对于正常视乳头样本显著升高,这与GSE27276数据集小梁网样本表达一致.结论:基于生物信息学分析挖掘得到 396 个 POAG 的DE-FRGs,通过构建机器筛选模型和外部数据集交叉验证,筛选出CREB1 有望成为潜在诊断生物标志物的最佳特征基因,为进一步深入阐明POAG铁死亡相关的分子机制和诊断提供靶点.同时筛选的基因还需要进一步体内、外实验验证,揭示铁死亡在POAG中的生物学机制.
原发性开角型青光眼、铁死亡、生物信息学
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R775.2;R589.2;R349.6
2023-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共10页
1699-1708
