利用生物信息學(xué)方法分析識(shí)別動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程中的重要通路

韓小玲

【中圖分類號(hào)】R249【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-3783（2020）11-33--01

動(dòng)脈粥樣硬化（ atherosclerosis，As） 作為一種慢性炎癥性疾病，是目前導(dǎo)致心腦血管疾病的重要病因[1-2]。近年來(lái)由動(dòng)脈粥樣硬化導(dǎo)致的心腦血管疾病呈逐漸增長(zhǎng)的趨勢(shì)，嚴(yán)重危害人們身體健康，目前對(duì)于動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程中涉及的機(jī)制還不明確，識(shí)別其進(jìn)程中的相關(guān)通路對(duì)闡明動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展機(jī)制，尋找有效預(yù)防和治療策略具有重要意義，高通量芯片和測(cè)序技術(shù)的發(fā)展為人們探討疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制提供了新的思路。在本研究中，我們將利用生物信息學(xué)分析方法識(shí)別動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程中的重要通路。

一材料與方法

1數(shù)據(jù)來(lái)源和處理

基于GEO數(shù)據(jù)庫(kù)下載動(dòng)脈粥樣硬化數(shù)據(jù)集（GSE28829（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi？acc=GSE28829），探針注釋平臺(tái)為GPL570， 該數(shù)據(jù)集包括動(dòng)脈粥樣硬化早期樣本13例及晚期動(dòng)脈粥樣硬化樣本16例，基于R中GEOquery包進(jìn)行該數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)下載和整理，limma包進(jìn)行數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和差異基因的識(shí)別。

2基因富集分析（GSEA分析）

利用limma包識(shí)別出動(dòng)脈粥樣硬化晚期與早期樣本的差異基因后，借助軟件中的clusterprofiler包進(jìn)行KEGG分析，最終識(shí)別出其相關(guān)通路。

3統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

本文章中涉及的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析主要基于R3.6.1軟件完成，數(shù)據(jù)處理分析過(guò)程中FDR值小于0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

二結(jié)果

1差異基因識(shí)別

數(shù)據(jù)下載后，經(jīng)探針重注釋及去除重復(fù)基因后，共獲取含有21655個(gè)基因29個(gè)樣本的數(shù)據(jù)集，利用R軟件中的limma包對(duì)歸一化后的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行差異分析，設(shè)置差異條件：|logfoldchang|>1且FDR<0.05，最終篩選出符合差異條件的差異基因178個(gè)，其中，相對(duì)于早期動(dòng)脈粥樣硬化者樣本，在晚期動(dòng)脈粥樣硬化中上調(diào)基因154個(gè)，下調(diào)基因23個(gè)。

2GSEA分析

利用R軟件的clusterprofiler包對(duì)進(jìn)行差異分析的基因進(jìn)行GSEA，結(jié)果見(jiàn)表1，早期動(dòng)脈粥樣硬化樣本與晚期動(dòng)脈粥樣硬化樣本中基因富集的通路具有顯著差異性，在晚期動(dòng)脈粥樣硬化樣本中，免疫相關(guān)通路顯著富集，而在早期動(dòng)脈粥樣硬化樣本中，代謝相關(guān)通路顯著富集。

三討論

動(dòng)脈粥樣硬化的主要病理過(guò)程是內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生損傷，巨噬細(xì)胞吞噬氧化的低密度脂蛋白（ LDL） 膽固醇變成泡沫細(xì)胞集聚在動(dòng)脈壁內(nèi)皮下形成脂質(zhì)斑塊[3-4]。一般認(rèn)為急性心腦血管事件是由不穩(wěn)定性斑塊破裂、血栓形成堵塞血管所導(dǎo)致[5]，目前關(guān)于動(dòng)脈粥樣硬化誘導(dǎo)心腦血管疾病的分子機(jī)制仍缺乏清晰認(rèn)識(shí)。

動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過(guò)程中受多基因動(dòng)態(tài)調(diào)控完成，在本研究中，我們利用GEO數(shù)據(jù)庫(kù)中相關(guān)動(dòng)脈粥樣硬化數(shù)據(jù)集，從高通量的角度詮釋了動(dòng)脈粥樣硬化早期和晚期通路的差異性，在早期動(dòng)脈硬化階段，基因主要富集在代謝相關(guān)途徑，而在動(dòng)脈硬化晚期階段，免疫相關(guān)的途徑則起到主要作用，本研究我們重新認(rèn)識(shí)動(dòng)脈粥樣硬化，探討動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生機(jī)制提供了理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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