基于基因芯片技术结合CIBERSORT反卷积算法研究骨关节炎的免疫机制及潜在中药靶向预测

目的:探究骨关节炎(OA)的免疫机制,挖掘其潜在干预中药.方法:通过GEO数据库获取OA滑膜组织相关基因探针,以正常人群滑膜组织为对照组,采用R软件识别差异表达基因并进行功能相关分析,采用STRING数据库对差异基因进行蛋白网络互作(PPI)分析,并筛选核心靶基因,通过CIBERSORT反卷法计算免疫细胞浸润情况及相关性,采用COREMINE数据库对显著富集的免疫相关生物学过程及核心靶基因进行中药预测.结果:共筛选出716个差异基因,其中上调基因382个,下调基因334个;差异基因PPI涉及IL-6、CXCL8、JUN、VEGFA、IL-1β、MMP9、ITGB2、FOS、APOB、CXCL1210个核心靶基因;GO结果显示,上调基因与免疫炎症反应关系最为密切;免疫细胞浸润矩阵分析显示,浆细胞、M0型巨噬细胞和未活化的肥大细胞在OA滑膜组织中含量较高,而未活化的CD4记忆T细胞、活化的NK细胞、活化的肥大细胞在OA滑膜组织中含量降低;免疫细胞间相关性分析显示,OA未活化CD4记忆T细胞与活化的肥大细胞呈正相关,而未活化的肥大细胞与活化的肥大细胞呈负相关.COREMINE预测发现,青风藤、姜黄、雷公藤、藤黄、三七、黄芩、独活、苍术、人参、黄连和冬虫夏草与OA相关免疫途径及核心靶基因关系最为密切.结论:巨噬细胞、浆细胞、肥大细胞、CD4记忆T细胞和活化的NK细胞与OA关系密切;OA差异基因涉及白细胞正向调节、白细胞黏附、吞噬作用等生物学过程以及TNF信号通路、MAPK信号通路、Toll样受体等相关信号通路,青风藤、姜黄、雷公藤、藤黄等中药可作为潜在的药物分子来源.