胃相关性疾病伴肠上皮化生差异表达基因及中药预测的生物信息学分析

目的:通过生物信息学方法筛选胃相关性疾病伴肠上皮化生(IM)的关键基因与通路,探讨其发病机制及潜在治疗靶点,进而预测治疗IM的中药.方法:从公共基因芯片数据库(GEO)数据库中下载包含IM患者的胃黏膜基因表达谱数据,利用Rstudio3.5.2筛选出IM组织与正常胃黏膜组织的差异表达基因(DEGs);使用DAVID 6.8数据库对DEGs进行GO和KEGG富集分析;基于STRING数据库和Cytoscape 3.6.1软件构建蛋白相互作用(PPI)网络,明确关键基因及核心功能模块;通过将关键基因与医学本体信息检索平台(Coremine Medical)相对应,筛选治疗IM的中药.结果:纳入2个包含IM的基因芯片数据集GSE78523和GSE60427,将2个数据集中IM相关的DEGs取交集获得135个基因,其中上调基因90个、下调基因45个.GO分析结果显示,DEGs主要涉及消化、细胞增殖的调控、细胞间黏附、钠离子跨膜转运、钾离子转运、胆囊收缩素信号通路、单核细胞趋化性、白细胞迁移、细胞外泌体等功能.KEGG通路富集结果显示DEGs显著富集于胃酸分泌、氮代谢、肾素-血管紧张素系统、蛋白质的消化吸收、胰腺分泌5条信号通路.通过对PPI网络的结构分析发现9个关键基因:MUC5AC、DEFA5、MUC17、ALPI、SST、FOXA2、MUC13、GCNT3、OLFM4,筛选治疗IM的潜在中药有枳实、桔梗、党参、甘草、沙参、藿香、苍术、半夏、野菊花、车前草等.结论:DEGs和关键基因的分析促进了对IM发生机制的理解,为IM的中药治疗提供了潜在的基因靶标与研发思路.