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基于转录组数据探究cGAS-STING信号通路在痛风中的关键作用
作者: 闫妮
单位: 陕西省人民医院

摘要

明确cGAS-STING通路在痛风发生发展中的作用,筛选并鉴定该通路参与痛风病理进程的关键基因,为探寻痛风新型治疗靶点及制定防治策略提供理论与实验依据。

基于转录组测序数据及GSE160170公共数据集,初步筛选痛风相关差异表达基因(DEGs),将其与cGAS-STING通路相关基因取交集,获取通路关联的关键差异基因;采用机器学习算法联合受试者工作特征(ROC)曲线分析,进一步精准确定核心关键基因;借助基因集富集分析(GSEA)解析关键基因的功能机制,分析痛风样本与对照样本的免疫细胞浸润差异,构建基因转录因子及miRNA调控网络,并预测靶向关键基因的潜在小分子药物;最后通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术,在临床标本中验证关键基因的表达水平,验证生物信息学分析结果的可靠性。

本研究成功筛选出IL1B、NFKBIA、TBK1、RNF125、NLRC3共5个痛风相关cGAS-STING通路关键基因。GSEA富集分析结果显示,TBK1基因主要与过氧化物酶体功能、神经营养因子信号通路、DNA复制及T细胞受体信号通路密切相关;免疫细胞浸润分析表明,痛风组与对照组样本间存在4类免疫细胞的表达差异;调控网络预测分析鉴定出13个调控NFKBIA基因表达的转录因子,以及3个靶向调控该基因的miRNA;同时筛选出adavosertib、NVp-tAE684、entrectinib 3种靶向TBK1的潜在小分子药物。RT-qPCR实验验证结果显示,除NFKBIA基因表达差异无统计学意义外,其余4个关键基因的表达趋势与转录组测序结果完全一致。

cGAS-STING通路通过IL1B、TBK1、RNF125、NLRC3等关键基因参与痛风的炎症调控与病理进程,上述基因可作为痛风诊疗的潜在靶点,本研究为痛风新型防治策略的研发提供了全新方向与实验支撑。

关键词: 痛风;cGAS-STING通路;机器学习;免疫浸润;转录组测序;关键基因
来源:中华医学会第二十八次风湿病学学术会议