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基于生物信息学研究宫内生长受限的免疫机制及中药预测

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目的:基于生物信息学技术对宫内生长受限(IUGR)的芯片数据进行基因集富集分析(GSEA)以及关键差异基因的免疫浸润分析,并预测相关的作用中药.方法:从基因表达数据库(GEO)中获取GSE12216芯片数据,运用R软件筛选出差异表达基因(DEGs).利用R包对数据集所有基因进行GSEA的基因本体论(GO)与京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析以及DEGs的GO和KEGG分析;通过STRING数据库构建DEGs蛋白交互作用网络以及Cytohubba筛选关键基因;对关键基因进行ROC分析判断关键基因的诊断价值;通过单样本基因集富集分析(ssGSEA)算法获得24种免疫细胞在IUGR的含量及比例进行分析;通过Spearman统计方法计算关键基因表达与免疫细胞浸润的相关性,并利用Coremine数据库对免疫相关的关键基因进行中药预测.结果:共获得228个IUGR与正常胎盘的DEGs;GSEA结果显示IUGR样本的基因表达改变主要涉及趋化因子与受体以及溶酶体信号通路等过程;DEGs的GO和KEGG分析显示DEGs主要富集在肿瘤坏死因子(TNF)信号通路、缺氧诱导因子1(HIF-1)信号通路和Janus激酶/信号转导与转录激活子(JAK/STAT)信号通路;Cytohubba共筛选出10个关键基因:CSF2、IRAK1、PTGS2、FLT1、CHUK、CXCL12、FOS、LEP、CXCL2以及RELB;ROC分析显示这10个基因均有较高的诊断价值;免疫细胞的浸润矩阵分析结果表明,在IUGR胎盘组织中自然杀伤T细胞(NKT)以及单核细胞变化显著.免疫浸润与关键基因的相关性分析发现CSF2、IRAK1、PTGS2、CHUK、CXCL12、CXCL2以及RELB 7个基因与免疫浸润有相关性,中药预测发现,人参、黄芪与IUGR相关免疫浸润的关系最为密切.结论:NKT细胞与单核细胞在IUGR的发生发展中具有重要作用;共鉴定出7个与免疫浸润相关的关键基因;人参及黄芩可作为IUGR治疗的药物来源.
Bioinformatics predictions of immune mechanism and traditional Chinese medicine of intrauterine growth restriction

BioinformaticsIntrauterine growth restrictionGSEAImmune infiltrationPrediction of traditional Chinese medicine

杜志欣、刘岳轩、张一格、江煜、张桐、杨丽萍

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河南中医药大学医学院,郑州450046

河南中医药大学第二临床医学院,郑州 450046

生物信息学 宫内生长受限 GSEA 免疫浸润 中药预测

国家自然科学基金面上项目河南省科技攻关计划

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2024

10.3969/j.issn.1000-484X.2024.02.001

中国免疫学杂志
中国免疫学会,吉林省医学期刊社

中国免疫学杂志

CSTPCD北大核心
影响因子：0.926
ISSN：1000-484X
年,卷(期)：2024.40(2)
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