基于WGCNA研究斑马鱼脊髓损伤潜在靶点与分子机制

目的:脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种可能产生严重后遗症的创伤,机械损伤后继发的炎症反应及胶质瘢痕阻碍了神经功能修复.当前对于SCI分子机制的研究尚有诸多盲点.斑马鱼在脊髓横断后仍能完全再生,提示其中存在特殊的SCI修复机制.因此本研究使用加权基因共表达网络(Weighted Gene Co-Expression Network Analysis,WGCNA)分析斑马鱼SCI芯片数据,寻找与SCI相关的核心基因和通路.方法:从基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库获取GSE182868斑马鱼SCI芯片数据.使用Rstudio处理数据构建WGCNA网络,提取与SCI最相关模块基因进行基因本体论(Gene Ontology,GO)分析.提取核心基因进行生信基因富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA),探究核心基因的生理功能.结果:芯片数据标准化处理后获得基因16173个,构建WGCNA网络获得模块14个,其中黑色模块与SCI最相关,提取核心基因:myadma、mbpa、tuft1a、mhc1haa.黑色模块GO分析:生物过程(Biological Processes,BP)分析;京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析显示:与类固醇生物合成(Steroid biosynthesis)通路及FOXO信号通路(FOXO signaling pathway)相关.核心基因的单基因GSEA分析结果表明,高表达myadma基因的样本和核糖体通路激活有关,而高表达mbpa、tuft1a和mhc1haa基因的样本与溶酶体、类固醇生物合成通路激活有关.结论:本研究筛选出与SCI相关的4个核心基因:myadma、mbpa、tuft1a、mhc1haa,预测其可能通过类固醇生物合成和FOXO信号通路调控斑马鱼SCI的完全修复..