肺部感染继发脓毒症差异基因的表达及生物信息学分析

作     者：刘刚 刘颖 陶浚泠 李叶红 王永强 李世欣 刘頔 Liu Gang;Liu Ying;Tao Junling;Li Yehong;Wang Yongqiang;Li Shixin;Liu Di

作者机构：贵州医科大学附属医院重症医学科贵州贵阳550004 北京师范大学互联网发展研究院北京100875 

出 版 物：《中华危重病急救医学》 (Chinese Critical Care Medicine)

年 卷 期：2022年第34卷第2期

页      面：138-144页

核心收录：

学科分类：100218[医学-急诊医学] 1002[医学-临床医学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 10[医学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFC2001900) 

主　　题：动物实验结果 实时荧光定量聚合酶链反应 肺部感染 动物模型 脓毒症 核心基因 刺激反应 差异基因 

摘      要：目的通过生物信息学分析筛选肺部感染继发脓毒症的关键基因,为该疾病的基础研究提供理论依据,并寻找理想的动物模型方案。方法①实验1(生物信息学分析):利用基因表达数据库(GEO)筛选肺部感染继发脓毒症和多种脓毒症动物模型数据集,利用R软件对各数据集进行基因差异分析,差异基因进行基因本体(GO)分析和京都基因与基因组百科(KEGG)富集分析。肺部感染继发脓毒症数据集差异基因与临床症状进行相关性分析,绘制差异基因与临床症状相关性热图,利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)和蛋白-蛋白互作用网络(PPIN)分析进行聚类筛选核心基因和关键基因。②实验2(脓毒症动物模型验证):选择体质量21~25 g的雄性小鼠,随机分为模型组和对照(Sham)组,采用盲肠结扎穿孔术(CLP)制备小鼠脓毒症损伤模型,Sham组仅需暴露盲肠。术后24 h处死小鼠取肺组织提取总RNA,用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测关键基因的mRNA表达。结果①实验1:肺部感染继发脓毒症数据集GSE 134364和GSE 65682分析后得到共有差异基因319个,其中,社区获得性肺炎(CAP)与医院获得性肺炎(HAP)在基因水平上无差异;各动物模型基因差异较大,无共有差异基因;患者与动物模型差异基因在GO功能上有相似的富集,主要在细胞分化、细胞过程的调控、细胞对刺激反应的调节等方面;KEGG通路富集的比较则差异较大,其中,CLP动物模型与患者呈现更高的一致性;WGCNA和PPIN分析后得到的关键基因有MAPK14、NLRC4和LCN2。②实验2:动物实验结果显示,CLP模型小鼠肺组织细胞中MAPK14、NLRC4和LCN2的mRNA表达较Sham组呈明显上调,与GEO的分布结果一致。结论MAPK14、NLRC4和LCN2是肺部感染继发脓毒症的关键基因,其参与了生物学过程的调节,是潜在的研究方向;CLP动物模型更能反映肺部感染继发脓毒症患者的生物学特征,是理想的动物模型方案。