CLP脓毒血症模型肝组织损伤芯片中差异基因及潜在通路分析
发布时间：2020-11-11 09:47
本文主要对大鼠、小鼠盲肠结扎穿刺术(CLP)脓毒血症模型进行分析,从模式动物角度发现潜在的脓毒血症相关基因,为脓毒血症诊疗提供理论依据。从NCBI-Gene Expression Omnibus数据库下载原始微阵列数据集,然后纳入盲肠结扎穿刺术脓毒血症及假手术组模型数据。运用生物信息学方法将数据标准化处理后,筛选差异基因进行富集分析和通路分析,并构建蛋白质相互作用关系网络,筛选出具有重要生理调节功能的核心蛋白质和关键候选基因。通过大鼠盲肠穿刺脓毒血症诱导后肝组织的差异基因表达芯片筛选,共获得350个能上调1. 5倍及以上的差异基因,1 337个能下调2倍及以上的差异基因;通过小鼠盲肠穿刺脓毒血症诱导后肝组织的差异基因表达芯片筛选,获得3 532个上调1. 5倍及以上的差异基因,4 020个下调1. 5倍及以上的差异基因;对上述芯片结果的差异基因取交集,得到29个共同上调表达1. 5倍以上的差异基因和84个共同下调表达1. 5倍以上的差异基因。利用String数据库对上述基因进行蛋白质-蛋白质的相互作用(PPI)网络分析,并利用David数据库从生物过程(BP)、分子功能(MF)、细胞组分(CC)和KEGG (Kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路4个角度进行基因功能分析,发现共有10条通路与脓毒血症肝组织关系密切,其中最主要的通路为丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路,其次,缺氧诱导因子1(HIF-1)、叉形头转录因子的O亚型(FoxO)、乙型肝炎、血小板激活及胆汁分泌等通路调控也与脓毒血症相关。本研究为进一步探讨脓毒血症相关病理生理机制及诊疗方法提供了理论基础。
【部分图文】：
利用大鼠构建CLP脓毒血症模型和假手术模型，留取对应肝组织进行差异基因芯片检测。通过筛选获得350个1.5倍及以上的上调表达基因(Log2FC≥0.56,P<0.05)，其中170个基因上调2倍及以上(Log2FC≥1,P<0.05),17个基因(Lcn2,Ntf3,Pla2g2a,LOC100911545///A2m,Spink3,Lss,Spink3,Atpif1,Arpp21,Lss,Itgb3bp,Nfyb,Zfhx2,Acat2,Neb,Sqle,Slc1a2)上调4倍及以上(Log2FC≥2,P<0.05)。其中差异表达最显著的是人中性粒细胞明胶酶(lipocalin 2,Lcn2)，其上调表达约达27倍(Log2FC=4.76,P<0.01)，为肝组织功能损伤的标志物之一[10,11]。在大鼠脓毒血症肝组织下调表达1.5倍以上的基因有1 337个(Log2FC≤-0.56,P<0.05)，其中822个基因下调2倍及以上(Log2FC≤-1,P<0.05),231个基因下调4倍及以上(Log2FC≤-2,P<0.05),6个基因(Tnnt1,Sv2a,Grip1,Pitx2,Rbbp9,Kitlg)下调16倍以上(Log2FC≤-4,P<0.05)。2.2 小鼠脓毒血症肝组织损伤芯片差异基因分析
在大鼠和小鼠脓毒血症肝组织中，对上述芯片结果的差异基因取交集，得到共同上调表达1.5倍以上(Log2FC≥0.56,P<0.05)的基因29个(Timp1、Gpr146、Pgs1、Lcn2、Cux1、Ell2、Fabp5、Cflar、Rrp15、Nfyb、Mid1、Fam134b、Abhd13、Celf2、Flna、Orm1、Mtss1、Slc41a1、Gnat1、Jund、Synrg、S100a9、Gskip、Tra2b、Lbp、Cp、Pcm1、Srsf10、Gosr1)。84个基因(Nrep、Prkag2、Hsf4、Nudt8、Pxdn、Rbms2、Rasgrp2、Cryl1、Vezt、Man2b1、Gclm、Vapb、Map2k5、Whsc1、Zfand4、Mrps6、Pcbp4、Camta1、Gucy1b3、S1pr5、Acot4、Htatip2、Hlf、Asrgl1、Usp21、Eci1、Bdnf、Mettl7b、Tspan2、Kctd2、Kidins220、Aldh1a1、Tbc1d2b、Thap11、Aifm3、Lancl1、Eno3、Frmd4b、Osbpl2、Ghdc、Bmp6、Mn1、Lrpap1、Abcg8、Clock、Nr0b2、Cnpy4、Hadh、Aaed1、Tbx3、Mapk3、Cyb561a3、Tmem98、Lzts3、Slc8b1、Stat6、Atxn7l1、Tnxb、Zdhhc18、Foxo4、Plxnd1、Pla2g15、Bcl2l12、Kifap3、Fam162a、Pter、Ptk2b、Myh10、Zfp444、Mxi1、Cuedc2、Mmaa、Ccpg1os、Gclc、Atp2c1、Abcb4、1-Mar、Ankrd24、Edc3、Stox2、Coq9、Pik3r2、Rfxank、Vmac)下调表达1.5倍以上(Log2FC≤-0.56,P<0.05)。为进一步分析差异蛋白质的功能，将这113个基因在String数据库中进行了PPI网络分析，并通过cytoscape软件对上述PPI网络进行进一步成分分析及可视化。图3 CLP诱导的脓毒血症肝组织损伤差异表达蛋白相互作用图
CLP诱导的脓毒血症肝组织损伤差异表达蛋白相互作用图
本文编号：2879045
【部分图文】：
利用大鼠构建CLP脓毒血症模型和假手术模型，留取对应肝组织进行差异基因芯片检测。通过筛选获得350个1.5倍及以上的上调表达基因(Log2FC≥0.56,P<0.05)，其中170个基因上调2倍及以上(Log2FC≥1,P<0.05),17个基因(Lcn2,Ntf3,Pla2g2a,LOC100911545///A2m,Spink3,Lss,Spink3,Atpif1,Arpp21,Lss,Itgb3bp,Nfyb,Zfhx2,Acat2,Neb,Sqle,Slc1a2)上调4倍及以上(Log2FC≥2,P<0.05)。其中差异表达最显著的是人中性粒细胞明胶酶(lipocalin 2,Lcn2)，其上调表达约达27倍(Log2FC=4.76,P<0.01)，为肝组织功能损伤的标志物之一[10,11]。在大鼠脓毒血症肝组织下调表达1.5倍以上的基因有1 337个(Log2FC≤-0.56,P<0.05)，其中822个基因下调2倍及以上(Log2FC≤-1,P<0.05),231个基因下调4倍及以上(Log2FC≤-2,P<0.05),6个基因(Tnnt1,Sv2a,Grip1,Pitx2,Rbbp9,Kitlg)下调16倍以上(Log2FC≤-4,P<0.05)。2.2 小鼠脓毒血症肝组织损伤芯片差异基因分析
在大鼠和小鼠脓毒血症肝组织中，对上述芯片结果的差异基因取交集，得到共同上调表达1.5倍以上(Log2FC≥0.56,P<0.05)的基因29个(Timp1、Gpr146、Pgs1、Lcn2、Cux1、Ell2、Fabp5、Cflar、Rrp15、Nfyb、Mid1、Fam134b、Abhd13、Celf2、Flna、Orm1、Mtss1、Slc41a1、Gnat1、Jund、Synrg、S100a9、Gskip、Tra2b、Lbp、Cp、Pcm1、Srsf10、Gosr1)。84个基因(Nrep、Prkag2、Hsf4、Nudt8、Pxdn、Rbms2、Rasgrp2、Cryl1、Vezt、Man2b1、Gclm、Vapb、Map2k5、Whsc1、Zfand4、Mrps6、Pcbp4、Camta1、Gucy1b3、S1pr5、Acot4、Htatip2、Hlf、Asrgl1、Usp21、Eci1、Bdnf、Mettl7b、Tspan2、Kctd2、Kidins220、Aldh1a1、Tbc1d2b、Thap11、Aifm3、Lancl1、Eno3、Frmd4b、Osbpl2、Ghdc、Bmp6、Mn1、Lrpap1、Abcg8、Clock、Nr0b2、Cnpy4、Hadh、Aaed1、Tbx3、Mapk3、Cyb561a3、Tmem98、Lzts3、Slc8b1、Stat6、Atxn7l1、Tnxb、Zdhhc18、Foxo4、Plxnd1、Pla2g15、Bcl2l12、Kifap3、Fam162a、Pter、Ptk2b、Myh10、Zfp444、Mxi1、Cuedc2、Mmaa、Ccpg1os、Gclc、Atp2c1、Abcb4、1-Mar、Ankrd24、Edc3、Stox2、Coq9、Pik3r2、Rfxank、Vmac)下调表达1.5倍以上(Log2FC≤-0.56,P<0.05)。为进一步分析差异蛋白质的功能，将这113个基因在String数据库中进行了PPI网络分析，并通过cytoscape软件对上述PPI网络进行进一步成分分析及可视化。图3 CLP诱导的脓毒血症肝组织损伤差异表达蛋白相互作用图
CLP诱导的脓毒血症肝组织损伤差异表达蛋白相互作用图
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