Bioinformatische Analyse und Validierung von Genen, die mit dem Tod von Kupfer in der Wilson-Krankheit in Verbindung stehen

TAO Zhuang ,  

WANG Meixia ,  

KANG Shuai ,  

LIU Jipeng ,  

WANG Rui ,  

ZHOU Jiafeng ,  

YANG Wenming ,  

摘要

Das Ziel ist es, die mit dem Tod von Kupfer in der Wilson-Krankheit (WD) verbundenen Gene durch bioinformatische Methoden und klinische Validierung zu screenen und zu validieren, die Rolle des Todes von Kupfer bei der Entwicklung von WD zu untersuchen und neue Perspektiven und Richtungen für die Diagnose und Behandlung von WD zu bieten. Methoden (1) Screening der Zielgene: Unter Verwendung der Datenbank GeneCards zur Erstellung der differentiellen Gene zwischen WD-Patienten und der gesunden Bevölkerung, der von der Datenbank Gene Expression Omnibus (GEO) und veröffentlichten Artikeln erhaltenen Gene, ein Schnittmengen-Verfahren ermöglichte es, die WD-Tod-von-Kupfer-Zielgene zu erhalten; die funktionelle Analyse und die KEGG-Anreicherung der WD-Tod-von-Kupfer-Zielgene zeigen die spezifischen biologischen Prozesse, Funktionen oder Stoffwechselwege; unter Verwendung der molekularen Docking-Technologie und der visuellen Analyse PyMOL analysieren und überprüfen wir den möglichen Regulierungsmechanismus des Kupfertodes durch die Dekoktion von Galli Gigeriae Praeparata. (2) Validierung der Zielgene: Es wurden 15 zufällig aus der Neurologieabteilung des ersten an die Anhui University of Traditional Chinese Medicine angegliederten Krankenhauses rekrutierte WD-Patienten und 15 gesunde Freiwillige, die im Gesundheitsmanagementzentrum untersucht wurden, zur Analyse des Genexpressionsniveaus gesammelt. Ergebnisse (1) Es wurden 3.607 WD-Differenzgene aus dem GSE107323-Datensatz der GEO-Datenbank erhalten, es wurden 68 mit dem Tod von Kupfer verbundene Gene aus der GeneCards-Datenbank und veröffentlichten Artikeln erhalten, der Schnittmengenansatz von WD-Differenzgenen und Tod-von-Kupfer-Genen führte zur Entdeckung von 12 WD-Kupfer-Todeszielgenen, von denen 3 Gene aktiviert sind [Ubiquitin-bindendes Protein p62 (SQSTM1), Faktor zur Hemmung der Makrophagenmigration 1 (MIF1), Tax1-Bindungsprotein 1 (TAX1BP1)] und 9 Gene unterdrückt sind [Kupferblaues Protein (CP), Serin-Protease-Inhibitor E1 (SERPINE1), Kupferaminooxidase 3 (AOC3), Glutathionperoxidase 4 (GPX4), Mitglied 5 der Solute Carrier Family 27 (SLC27A5), Vascular Endothelial Growth Factor A (VEGFA), β-Untereinheit der Pyruvatdehydrogenase E1 (PDHB), Pyruvatdehydrogenase-Kinase 1 (PDK1), ATP7B]; die funktionelle Analyse und KEGG-Anreicherung zeigen, dass die WD-Kupfer-Todeszielgene hauptsächlich am Stoffwechsel von Carbonsäuren, der Aktivität von Oxidoreduktasen und der negativen Regulation von Molekülfunktionen beteiligt sind und Signalwege wie HIF-1, Ferroptosis, etc. betreffen; die molekulare Docking-Analyse und Visualisierung zeigen, dass die Dekoktion von Galli Gigeriae Praeparata eine gute Bindungsfähigkeit mit den WD-Kupfer-Todeszielgenen PDK1, SERPINE1, VEGFA, AOC3 aufweist. (2) Insgesamt 30 klinische Blutproben wurden gesammelt, darunter 15 WD-Patienten und 15 gesunde Personen; die Western-Blot-Ergebnisse zeigen, dass das Expressionsniveau der Zielgene mit den ausgewählten Genen übereinstimmt; die Echtzeit-PCR-Ergebnisse zeigen, dass die Expressionsniveaus von SERPINE1, GPX4, SLC27A5, VEGFA bei WD-Patienten im Vergleich zur gesunden Kontrollgruppe niedriger sind und die Expressionsniveaus von SQSTM1, MIF1 höher sind (P<0,05). Fazit Das Expressionsniveau der WD-Kupfer-Todeszielgene bei WD-Patienten stimmt im Wesentlichen mit der Expression der ausgewählten Gene überein, in der traditionellen chinesischen Medizin weist die Dekoktion von Galli Gigeriae Praeparata eine gute Bindungsfähigkeit mit den WD-Kupfer-Todeszielgenen auf; der Mechanismus des Kupfertodes kann eine Schlüsselrolle in der Pathophysiologie der WD spielen und bietet neue Ziele für die Diagnose und Behandlung der WD.

关键词

Wilson-Krankheit;Gene, die mit dem Tod von Kupfer in Verbindung stehen;Bioinformatik;Klinische Validierung;Galli Gigeriae Praeparata

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