小鼠胚胎期与成熟期肝脏表达谱芯片数据挖掘及生物信息学分析

目的深度分析小鼠胚胎期与成熟期肝脏差异表达基因。方法从美国国家生物技术信息中心(NCBI)的GEO数据库下载编号为GSE65063的基因表达谱数据,提取其中胚胎期14 d及生后56 d芯片,采用在线分析工具GEO2R完成差异表达基因(DEGs)筛选。使用DAVID对DEGs进行基因本体论及京都基因与基因组百科全书生物学通路富集分析,采用STRING分析DEGs所编码蛋白质之间的相互作用,结合CytoScape软件进行可视化;运用CytoScape软件中加载的MCODE进行功能模块构建,利用CytoHubba筛选枢纽基因并对其进行分析与构建PPI网络图。结果成熟期肝脏相对于胚胎期,共筛选出2969个DEGs,其中上调1620个,下调1349个。上调DEGs主要富集在与代谢有关的生物过程、细胞器组分及代谢路径,而下调DEGs则主要富集于细胞周期、DNA修复等与细胞增殖相关的细胞器、生物过程及信号通路。模块分析示排列首位的基因模块全部为下调基因,主要富集于与细胞周期、细胞衰老相关的信号通路。模块二主要与补体系统、胆固醇代谢及PARP信号通路有关。模块三则主要与视黄醇代谢、甾体激素合成等有关。共筛选出枢纽基因16个,其中14个表达下调,2个上调。结论肝脏成熟期与胚胎期基因表达谱有显著差异,肝脏的发育及成熟在不同时间与空间受到特定基因群调控,在成熟期肝脏,以代谢相关基因为主,在胚胎期则主要富集于细胞增殖分裂相关基因。筛选出来的枢纽基因尤其是下调基因可能作为肝脏异常如肝癌等疾病的早期诊断与判断预后的指标,具有重要临床意义。