类风湿关节炎差异表达基因的免疫浸润机制及潜在中药治疗预测

摘要

背景:类风湿关节炎的发病机制目前尚不完全明确,免疫失衡是类风湿关节炎发病的重要环节,而免疫浸润在类风湿关节炎中的相关调控机制的研究较少.目的:利用GEO基因芯片数据库,对类风湿关节炎基因探针芯片数据进行通路富集和免疫浸润分析,并对类风湿关节炎免疫调节相关生物学过程进行中药预测,为深入了解类风湿关节炎的免疫相关机制及中药干预免疫调节提供理论依据.方法:检索类风湿关节炎滑膜组织相关基因探针的GEO基因芯片数据库,并以正常滑膜组织作为对照,利用STRING数据库对差异基因进行蛋白网络互作分析,并筛选出核心靶基因;运用R语言及相关安装包程序对类风湿关节炎差异基因进行基因本体论(GO)及基因通路富集分析(KEGG);通过CIBERSORT反卷法对22类免疫细胞在类风湿关节炎组及对照组的含量及比例进行分析;利用COREMINE数据库对显著富集的免疫相关的生物学过程及核心靶基因进行预测.结果 与结论:①类风湿关节炎相关的蛋白网络互作核心靶基因涉及CDC20,GNB3,QSOX1和与趋化因子相关的12个基因;②基因本体论分析显示上调的基因与免疫炎症关系更为密切;③基因通路富集分析显示类风湿关节炎免疫调节与趋化因子信号通路、白细胞介素17相关通路以及核转录因子κB通路密切相关;④对免疫细胞的浸润矩阵分析结果表明,浆细胞、记忆B细胞和M0巨噬细胞在类风湿关节炎组的比例显著增高,而M2巨噬细胞及静息肥大细胞在类风湿关节炎滑膜组织显著减少;⑤在免疫细胞间相关性分析中类风湿关节炎的未活化的自然杀伤细胞与中性粒细胞呈强烈正相关,活化的CD4+记忆性T细胞与活化的自然杀伤细胞负相关性最强;⑥通过COREMINE预测发现,桑叶、鱼脑石和山药与类风湿关节炎相关免疫途径及核心靶基因的关系最为密切,其机制可能与作用于CCR5,CXCL10,CXCR3,CXCL13靶基因从而干预白细胞及T细胞迁移相关;⑦上述结果证实,M2巨噬细胞、静息肥大细胞与类风湿关节炎关系密切,类风湿关节炎相关的差异基因涉及中性粒细胞活化、白细胞趋化性及T细胞迁移相关免疫相关生物学过程,还与趋化因子信号通路、白细胞介素17相关通路及核转录因子κB通路相关,桑叶、鱼脑石和山药等中药可能作为其潜在的分子药物来源.