基于生物信息学方法筛选高砷暴露人群的关键基因

目的 利用生物信息学方法筛选高砷暴露人群关键基因及相关信号通路。方法 从高通量基因表达(gene expression omnibus, GEO)数据库下载GSE110852数据集,通过GEO2R在线工具筛选差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),应用R语言绘制火山图和热图。应用注释、可视化和综合发现数据库(the database for annotation, visualization and integrated discovery, DAVID)对DEGs进行基因本体(gene ontology, GO)和京都基因和基因组数据库(kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)通路富集分析,使用R语言绘制结果气泡图。通过基因/蛋白相互作用检索搜查工具(search tool for the retrieval of interacting genes/proteins, STRING)数据库构建差异表达基因的蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络,用Cytoscape软件的分子复合物检测(molecular complex detection, MCODE)插件进行子网络模块分析,筛选出可能与高砷暴露相关的关键基因,通过GSE122514数据集验证关键基因。结果 本研究应用STRING和Cytoscape构建差异表达基因的蛋白互作网络,筛选出6个与高砷暴露相关的关键基因,EGR1、EGR2、CXCL8(IL8)、PTGS2、FOS和FOSB。上述基因在GSE122514数据集得到了一致性验证,证明了筛选结果的可靠性。结论 EGR1、EGR2、CXCL8(IL8)、PTGS2、FOS和FOSB作为高砷暴露人群的关键基因,对地方性砷中毒的早期诊断和预警有重要意义。