基于盆腔器官脱垂相关衰老基因的GEO数据库和LASSO回归算法的生物信息学分析

• Published in: 吉林大学学报（医学版） Vol. 50; no. 1; pp. 178 - 187
• Main Authors: 宁敏琦, 何勇, 李秉枢, 黄国涛, 左晓虎, 赵芷晗, 韩武岳, 洪莉
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 武汉大学人民医院妇产科 湖北省盆底疾病临床医学研究中心,湖北 武汉 430060 28.01.2024
• Subjects: 盆腔器官脱垂; 生物信息学; Differential genes; 差异基因; Pelvic organ prolapse; Enrichment analysis; Bioinformatics; 富集分析
• ISSN: 1671-587X
• DOI: 10.13481/j.1671-587X.20240122

R711.23; 目的:通过生物信息学技术筛选与盆腔器官脱垂(POP)密切相关的衰老基因,并阐明关键基因潜在的临床意义和价值.方法:利用基因表达汇编(GEO)数据库以"pelvic organ prolapse"为关键词检索下载数据集GSE53868和GSE151188获取POP相关基因.从Aging Atlas数据库、CellAge数据库和人类衰老基因组资源(HAGR)数据库获取衰老相关基因,2组基因取交集得到POP相关衰老的差异表达基因(DEGs).采用R 4.2.1软件进行基因富集分析(GSEA).采用注释可视化和集成发现(DAVID)数据库对DEGs进行基因本体论(GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析,采用Cytoscape 3.9.1软件构建蛋白-蛋白互作(PPI)网络,用cytoHubba插件筛选排名前10位的核心基因(Hub基因).采用R软件CIBERSORT反卷积法分析22种免疫细胞在POP组和对照组患者中的浸润情况.采用LASSO回归算法进一步筛选关键基因,分析关键基因与免疫细胞浸润的相关性和诊断效能.结果:通过Aging Atlas、CellAge和HAGR数据库得到724个衰老相关基因,与POP表达谱取交集,提取到含624个基因的POP相关衰老基因表达矩阵,差异分析后得到29个POP相关DEGs,其中表达上调基因2个,表达下调基因27个.GSEA显示,上调通路主要是糖尿病和细胞衰老等通路,下调通路包括阿尔茨海默病和缺氧诱导因子 1(HIF-1)信号通路等.GO功能富集分析主要富集于细胞对脂多糖的反应、炎症反应和细胞增殖的负向调节等生物学过程.KEGG信号通路富集分析主要是白细胞介素 17(IL-17)、肿瘤坏死因子(TNF)和核因子κB(NF-κB)信号传导途径.PPI 网络分析得到白细胞介素 6(IL-6)、白细胞介素 1B(IL-1B)、环氧合酶 2(PTGS2)和 NF-κB抑制因子 α(NFKBIA)等 10 个 Hub基因.CIBERSORT反卷积法分析,中性粒细胞和活化的肥大细胞在POP组患者中浸润比例相对较大,且在相关性分析中活化的肥大细胞与大部分DEGs呈正相关关系(r>0.5),巨噬细胞与IL-1B呈明显正相关关系(r>0.6).LASSO回归算法进一步筛选的 10个关键基因中,Jun D原癌基因(JUND)、Snail同源物1(SNAI