基于GEO数据库探讨阿尔茨海默病和骨质疏松的共病机制及潜在中药预测

作     者：叶晓滨 蒿俊行 YE Xiaobin;HAO Junxing

作者机构：福建省厦门市思明区筼筜街道社区卫生服务中心福建厦门361012 河北省邯郸市中医院河北邯郸056000 

出 版 物：《中医药临床杂志》 (Clinical Journal of Traditional Chinese Medicine)

年 卷 期：2024年第36卷第5期

页      面：901-911页

学科分类：1005[医学-中医学] 100508[医学-中医骨伤科学] 10[医学] 

基　　金：河北省中医药管理局科研项目(2022650) 

主　　题：阿尔茨海默病 骨质疏松症 GEO数据库 共病机制 中药 

摘      要：目的:利用生物信息学方法,获取阿尔茨海默病(Alzheimer Disease,AD)与骨质疏松症(osteoporosis,OP)的差异基因和相关通路,并对其进行预测。方法:通过GEO数据库中的基因芯片数据,以AD-OP为研究对象,筛选出AD-OP患者的差异基因、蛋白相互作用网络,采用CytoHubba插件鉴定Hub基因,MCODE插件对与AD-OP发病密切相关的功能模块进行聚类分析,利用TRRUST数据库预测共同差异表达基因的转录因子。通过GO功能及KEGG通路,明确其作用机制,并利用验证组中的差异表达基因来验证上述研究结果。最后利用Coremine Medical数据库预测对关键基因具有显著调控作用的中药。结果:从GEO数据库获得AD-OP差异表达基因31个,导入STRING数据库进行检索得到27个节点和54条边组。MCODE插件聚类分析并挖掘2个疾病相关功能模块,CytoHubba插件在关联网络数据中查找25个hub基因并将其上传到GeneMANIA数据库中,得出ACTR1A、DCTN1、ARPC1B、CTTN等与核心基因最密切的基因,再用GO注释及KEGG通路分析上述基因。富集分析结果得出,多种神经退行性疾病的通路和p53信号通路等通路对AD-OP的发病至关重要。经TRRUST分析获得TP53、RELA、NFKB1以上3个主要的转录因子,还有MGP、CARM1、BCL2L1、BCL2、AXIN2、ACACA、UBE2C、PTP4A1、PTEN受转录因子调控的基因。采用COREMINE预测关键基因和通路,结果显示紫草、郁金、姜黄和黄精是治疗AD-OP的核心中药。结论:本研究明确了AD-OP的核心基因及基因所富集的通路,探讨了AD-OP主要涉及的生物学过程,并采用验证数据集验证了Hub基因,为AD-OP治疗的新靶点选择提供了支撑,预测了针对核心基因的治疗中药,为治疗AD-OP的治疗和研究提供了依据。