基于生物信息学分析2型糖尿病动脉粥样硬化患者的铁死亡相关基因

目的:基于生物信息学探讨铁死亡(ferroptosis)参与2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)患者发生动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)的枢纽基因和潜在机制。方法:从GEO数据库中获取数据集GSE20966(T2DM)和GSE43292(AS),利用Limma R包鉴定差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),绘制热图和火山图,交叉分析获得与2种疾病相关的DEGs;进行GO和KEGG富集分析探寻DEGs的生物功能。交联从FerrDb数据库获取的铁死亡相关基因(ferroptosis-related genes,FRGs),利用LASSO回归和随机森林分析筛选枢纽基因,使用ROC曲线以及验证集GSE76895(T2DM)和GSE28829(AS)进行验证。最后绘制基因-miRNA网络分析枢纽基因的作用机制。结果:在T2DM和AS数据集中共鉴定出606个相关DEGs。与FRGs交联获得了20个潜在相关基因。细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子1A(cyclin-depedent kinase inhibitors 1A,CDKN1A)、聚腺苷二磷酸核糖聚合酶8(poly ADP-ribose polymerase 8,PARP8)、磷脂酰乙醇胺结合蛋白1(phosphatidylethanolamine binding protein 1,PEBP1)和孕酮受体膜成分1(progesterone receptor membrane component 1,PGRMC1)是铁死亡参与T2DM患者AS的枢纽基因。4个基因在数据集GSE20966和GSE43292中ROC曲线下面积(area under the curve,AUC)均大于0.7,具有诊断价值。PEBP1和PGRMC1在验证集GSE76895和GSE28829中显著下调。此外,13个miRNAs与4个枢纽基因密切相关。结论:CDKN1A、PARP8、PEBP1和PGRMC1通过铁死亡参与T2DM患者AS,有望成为新的治疗靶点。