系统性红斑狼疮患者血清学mRNA表达谱差异研究及生物信息学分析
2022-08-30天津市第五中心医院皮肤科天津300450
张 静 (天津市第五中心医院皮肤科,天津 300450)
系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)是一种以多系统损伤,并以血液中多种自身抗体产生和免疫复合物沉积为主要特征的自身免疫性疾病。SLE 发生与遗传背景下的感染因素、药物因素等密切相关[1]。针对部分患者靶点基因突变进行个体化生物治疗效果更为显著,进一步提示SLE的基因遗传机制在发病过程中起重要作用[2-3]。本文采用生物信息学方法分析目前数据库收录的SLE患者信息,筛选出显著差异表达、可能与SLE发病相关的核心基因并深入分析其功能,进一步探究SLE的遗传学机制,为SLE治疗提供参考。
1 材料与方法
1.1 数据来源 本研究共纳入38 例SLE 患者和32 例健康志愿者,所有样本基因表达谱数据来源于GEO 数据库,并基于 GPL16699 平台Agilent-039494 SurePrint G3 Human GE v2 8x60K芯片。
1.2 差异基因筛选 根据GPL16699 平台探针信息注释相应基因,采用R 软件(4.0.1)的scale 函数对基因表达矩阵进行归一化处理,采用limma 软件包分析差异表达基因,BH 方法对P值进行校正,选取 log2|Fold Change|>1.5 以及校正后P值(PBH)<0.05作为差异表达基因阈值。
1.3 功能富集分析 采用toppgene 在线工具对差异表达基因进行通路富集分析,以PBH<0.05 为阈值筛选显著富集的KEGG 和Reactome 生物学通路。采用 R 软件包 clusterProfiler(3.8.1)对差异表达基因进行GO 富集分析,以PBH<0.05 为阈值筛选显著富集的生物学过程(biological process,BP)和分子功能(molecular function,MF)。
1.4 基因互作网络分析 采用STRING 数据库建立差异表达基因相互作用网络。
2 结果
2.1 差异表达基因筛选 与健康对照组相比,SLE组39 个基因显著差异表达,其中38 个表达上调,1 个表达下调,TNFSF10 上调表达与 G0S2 下调表达的差异倍数最为显著,差异表达倍数分别为log2FC=1.52,PBH=3.48E-05和log2FC=−1.72,PBH=0.015。因39 个基因数量较少,选取log2|Fold Change|>1,P<0.05的383个基因表达情况进行可视化研究(图1)。
2.2 通路富集分析 以PBH<0.05 为阈值,共筛选到12 条显著富集的生物学通路(7 条Reactome 通路和5 条 KEGG 通路,表 1),多数通路与信号转导、病原体感染相关。

表1 差异表达基因显著富集的生物学通路Tab.1 Biological pathways with significant enrichment of differentially expressed genes
2.3 GO 富集分析 以PBH<0.05 为阈值,共筛选到24 条显著富集的 GO 条目(20 条 BP 条目和 4 条 MF条目),多数条目与病毒反应、干扰素反应、病毒基因组复制调控相关(图2)。

图2 差异表达基因显著富集……
