基于GEO数据库对类风湿关节炎差异表达基因的分析、验证及治疗中药预测

目的:通过生物信息学方法获得类风湿关节炎(RA)的差异基因及所涉及途径,匹配预测治疗RA的潜在中药。方法:从GEO数据库下载类风湿性关节炎的基因芯片数据,确定RA样本中的差异基因、蛋白互作网络,并应用CytoHubba插件鉴定关键基因。对关键基因的GO功能和KEGG通路进行分析,阐明关键基因的生物学过程。同时采用RT-qPCR法检测CIA小鼠的脾脏差异基因表达情况对前面分析的结果进行验证。最后利用Coremine Medical数据库预测对关键基因具有显著调控作用的中药。结果:从GEO数据库获得类风湿性关节炎差异表达基因760个,GO和KEGG对其进行分析后获得CD4、CD86、TNF、CD80等核心基因20个。富集分析结果显示,白细胞活化、细胞因子介导、白细胞-细胞黏附、细胞因子活性及细胞黏附等通路对RA的发病至关重要。RT-qPCR实验结果证明,与Control组相比,CIA组小鼠脾脏的CD4、CD80、CD86表达程度升高,TNF-α表达程度降低,CD80表达变化最明显。采用COREMINE预测关键基因和通路,结果显示川牛膝、黄芪、灵芝、车前草、车前子和南星等可能针对CD4、CD86、TNF、CD80靶向治疗RA。结论:本研究明确了类风湿性关节炎的核心基因及基因所富集的通路,探讨了RA主要涉及的生物学过程,并用CIA小鼠验证了核心差异基因,为RA治疗的新靶点选择提供了支撑,预测了针对核心基因的靶向治疗中药,为治疗RA的靶向中药研究提供了依据。