摘要
利用生物信息学方法,探究机体衰老与颞下颌关节退行性疾病的相互作用,揭示两者在转录组、蛋白质和组织水平的共同特征,筛选共同相关的特征基因。
本研究使用青年与老年小鼠,构建颞下颌关节髁突的衰老转录组数据集。通过加权基因共表达网络分析筛选衰老相关模块核心基因。结合GEO公共数据排除机械刺激相关数据集,鉴定得到与衰老和颞下颌关节骨关节炎共同相关的基因 (TMJOA-ARDEGs) ,利用功能富集分析和蛋白质互作网络验证。使用机器学习筛选出与衰老和颞下颌关节骨关节炎共同相关的枢纽基因 (hub TMJOA-ARDEGs),并在老龄骨关节病小鼠中验证其表达变化。
从自构建数据集、GSE182969、GSE35297三个数据集鉴定得到52个TMJOA-ARDEGs,功能富集分析表明这些基因参与昼夜节律、细胞凋亡等过程。通过机器学习筛选出8个hub TMJOA-ARDEGs (ANK1、MELTF、FERMT3、MDFI、CXCL14、EPHA3、SMOC2、NR1D1)。其中,NR1D1 (Nuclear Receptor Subfamily 1 Group D Member 1, 核受体亚家族1组D成员1) 作为调节昼夜节律周期的重要基因,在老龄小鼠的骨关节病小鼠中显著表达上调(p<0.05)。
NR1D1是昼夜节律环路的负反馈调节因子,参与软骨时钟的维持与平衡,是机体衰老与颞下颌关节退行性疾病共同相关的关键特征基因。
