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基于GEO数据库筛选慢性乙型病毒性肝炎患者对干扰素α治疗无应答相关的关键免疫基因和通路

西安交通大学学报（医学版） 2022年第3期43卷 407-412页

作者：吴凤萍鲁瑞刘怡欣李梅石娟娟党双锁西安交通大学第二附属医院感染科陕西西安710004

目的基于GEO数据库筛选接受干扰素α(IFN-α)治疗的慢性乙型病毒性肝炎(CHB)患者中应答者(Rs)和无应答者(NRs)之间差异表达的免疫基因,以探索IFN-α治疗CHB失败的分子基础。方法从GEO数据库中下载基因芯片数据集GSE27555,包含6例Rs和7例... 详细信息

目的基于GEO数据库筛选接受干扰素α(IFN-α)治疗的慢性乙型病毒性肝炎(CHB)患者中应答者(Rs)和无应答者(NRs)之间差异表达的免疫基因,以探索IFN-α治疗CHB失败的分子基础。方法从GEO数据库中下载基因芯片数据集GSE27555,包含6例Rs和7例NRs。使用R软件筛选Rs和NRs肝脏组织的差异表达基因,再从免疫相关基因数据库ImmPort下载包含1793个基因在内的标志性免疫基因集,提取差异表达基因中的免疫基因,获取差异免疫基因。再对差异免疫基因进行基因本体论(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)分析。通过STRING在线分析工具构建差异免疫基因的蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,进一步利用Cytoscape软件中的Cytohubba插件对差异免疫基因按Degree、MCC、MNC、Closeness算法计算评分位于前10的基因,再取交集,得到枢纽基因(Hub基因)。结果从Rs与NRs间共筛选出差异免疫基因88个,其中上调基因13个,下调基因75个。GO分析发现,这些差异免疫基因主要涉及的生物过程包括T细胞活化、细胞趋化性、细胞-细胞粘附的调节、抗原加工和提呈等方面。KEGG分析显示,这些差异免疫基因主要富集于细胞因子-细胞因子受体相互作用、Th细胞分化、抗原加工和提呈、病毒蛋白与细胞因子和细胞因子受体的相互作用、趋化因子信号通路、T细胞受体信号通路、IL-17信号通路、自然杀伤细胞介导的细胞毒性、Toll样受体信号通路等免疫应答信号通路中。在PPI网络中通过不同算法筛选出的7个共同的Hub基因分别为CD8A、I FNG、CCL2、CCL5、CXCL10、CCL4、FCGR3A。结论利用生物信息学方法分析了Rs与NRs之间的差异免疫基因及信号通路,并确定了7个与IFN-α治疗CHB无应答相关的Hub基因。这些Hub基因可能成为预测IFN-α治疗CHB应答情况的潜在生物标志物。

关键词： GEO数据库慢性乙型病毒性肝炎干扰素α 生物信息学差异免疫基因

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原发性干燥综合征免疫相关基因的生物信息学分析与鉴定

原发性干燥综合征免疫相关基因的生物信息学分析与鉴定

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作者：曾庆乐广西医科大学

学位级别：硕士

目的和意义:本研究旨在应用基因芯片技术从免疫相关基因入手,研究原发性干燥综合征(primary Sj?gren’s syndrome,p SS)患者差异免疫基因的表达情况,为进一步揭示p SS的免疫相关发病机制提供生物信息学基础。方法:从Gene Expression Omn... 详细信息

目的和意义:本研究旨在应用基因芯片技术从免疫相关基因入手,研究原发性干燥综合征(primary Sj?gren’s syndrome,p SS)患者差异免疫基因的表达情况,为进一步揭示p SS的免疫相关发病机制提供生物信息学基础。方法:从Gene Expression Omnibus(GEO)数据库获取3个分别来源于全血、唾液及腮腺组织的p SS相关的基因表达谱。选定全血来源的基因表达谱GSE84844,用R软件鉴定并获得差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),从Imm Port数据库获取免疫相关基因数据集,与DEGs取交集从而获得p SS的差异免疫基因(differentially expressed immune-related genes,DEIRGs),并进行功能富集分析。然后采用最小绝对收缩和选择算子(least absolute shrinkage and selection operator,LASSO)从DEIRGs中筛选出最优差异免疫基因。采集我院门诊及住院的p SS初诊初治患者及健康献血员的外周血,通过定量逆转录聚合酶链反应(quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction,q RT-PCR)检验外周血中最优差异免疫基因的相对表达水平,从而获得关键基因。最后,选择来自唾液及腮腺组织的基因芯片GSE7451和GSE40611作为训练集,通过受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic analysis,ROC)分析验证训练集中关键基因诊断的敏感性和特异性。结果:经生物信息学方法检测到p SS患者共有552个DEGs,其中包括29个下调基因和523个上调基因,最后识别出54个DEIRGs,GO及KEGG的功能富集分析结果表明,它们在免疫和炎症反应中具有重要作用。用LASSO算法从DEIRGs中筛选出9个最优差异免疫基因(IL18,JAK2,TBK1,EED,TNFSF10,TNFSF13B,CYSLTR1,ICOS和CCRL2),经q RT-PCR对13名p SS患者及9名健康献血员的外周血进行检测后,最终鉴定出8个关键差异免疫基因(IL18,JAK2,TBK1,EED,TNFSF10,TNFSF13B,CYSLTR1,ICOS),再进一步对关键差异免疫基因进行ROC分析后,最终筛选出具有高灵敏性和特异性的2个基因(TNFSF13B、CYSLTR1)。结论:1、8个关键差异免疫基因(IL18,JAK2,TBK1,EED,TNFSF10,TNFSF13B,CYSLTR1,ICOS)在p SS患者中高表达,他们可能参与了p SS的发病机制,对p SS的诊断具有潜在价值;2、ROC分析结果提示TNFSF13B和CYSLTR1这2个基因可能在全血、唾液或和腮腺组织中均具有较好的特异性和敏感性。

关键词：原发性干燥综合征差异免疫基因最小绝对收缩和选择算子定量逆转录聚合酶链反应受试者工作特征曲线分析

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