基于基因芯片整合分析筛选慢性牙周炎相关基因和转录因子

目的利用生物信息学技术分析中重度牙周炎患者炎性病变牙龈组织与健康牙龈组织间基因表达的差异。方法使用基因表达数据分析工具GEO2R从牙周炎数据集GSE10334与GSE16134中筛选差异表达基因并取交集。应用g:Profiler功能富集分析工具,分别对上调及下调基因进行基因本体分析和通路分析。利用在线STRING检索工具构建蛋白相互作用(PPI)网络,并在Cytoscape软件中进行可视化及进一步分析,包括使用cytoHubba、MCODE和iRegulon等插件进行核心基因、关键模块鉴定和转录因子预测。结果共筛选出196个牙周炎差异基因,其中上调基因139个,下调基因57个;上调基因参与了免疫系统、病毒蛋白与细胞因子及细胞因子受体的相互作用、细胞因子-细胞因子受体相互作用、白细胞跨内膜迁移和趋化因子受体结合趋化因子等免疫反应相关途径,而下调基因则涉及了角质化包膜形成、角化等途径。PPI网络中处于核心位置的基因为CXC基序趋化因子配体(CXCL)8、CXCL1、CXC基序趋化因子受体(CXCR)4、选择素(SEL)L、CD19和IKAROS家族锌指(IKZF)1。PPI网络关键模块分别参与趋化因子应答、B细胞受体信号通路和白细胞介素应答。iRegulon预测结果显示,转录因子干扰素调节因子(IRF)4可信度最高。结论牙周炎的发病机制与牙龈组织中CXCL8、CXCL1、CXCR4、SELL、CD19和IKZF1等基因的表达变化密切相关,转录因子IRF4可能是重要的上游调控因子。