Análisis bioinformático y validación de genes asociados a la muerte del cobre en la enfermedad de Wilson

TAO Zhuang ,  

WANG Meixia ,  

KANG Shuai ,  

LIU Jipeng ,  

WANG Rui ,  

ZHOU Jiafeng ,  

YANG Wenming ,  

摘要

El objetivo es cribar y validar los genes asociados a la muerte del cobre en la enfermedad de Wilson (WD) mediante métodos de bioinformática y validación clínica, explorar el papel de la muerte del cobre en el desarrollo de la WD y proporcionar nuevas perspectivas y orientaciones para el diagnóstico y tratamiento de la WD. Métodos (1) Cribado de genes diana: utilizando la base de datos GeneCards para obtener los genes diferenciales entre pacientes con WD y la población sana, los genes asociados a la muerte del cobre obtenidos de la base de datos Gene Expression Omnibus (GEO) y artículos publicados, la intersección de ambos permitió obtener los genes diana WD-muerte del cobre; el análisis funcional y el enriquecimiento KEGG de los genes diana WD-muerte del cobre indican los procesos biológicos, funciones o vías metabólicas específicas; utilizando la tecnología de docking molecular y análisis visual PyMOL, analizamos y validamos el posible mecanismo de regulación de la muerte del cobre por la decocción de Galli Gigeriae Praeparata. (2) Validación de genes diana: 15 pacientes con WD reclutados al azar del servicio de neurología del primer hospital afiliado a la Universidad de Medicina Tradicional China de Anhui y 15 voluntarios sanos examinados en el centro de gestión de la salud se recopilaron para el análisis del nivel de expresión de los genes diana. Resultados (1) Se obtuvieron 3,607 genes diferenciales WD a partir del conjunto de datos GSE107323 de la base de datos GEO, se obtuvieron 68 genes asociados a la muerte del cobre a partir de la base de datos GeneCards y artículos publicados, la intersección de genes diferenciales WD y genes asociados a la muerte del cobre permitió obtener 12 genes diana WD-muerte del cobre, de los cuales 3 genes están activados [proteína asociada a la ubiquitina p62 (SQSTM1), factor inhibidor de la migración de macrófagos 1 (MIF1), proteína de unión a la taxe 1 (TAX1BP1)], y 9 genes están inhibidos [proteína azul del cobre (CP), inhibidor de la serina proteasa E1 (SERPINE1), monoamina oxidasa conteniendo cobre 3 (AOC3), glutatión peroxidasa 4 (GPX4), miembro 5 de la familia transportadora de soluto 27 (SLC27A5), factor de crecimiento del endotelio vascular A (VEGFA), subunidad β de la deshidrogenasa E1 del piruvato (PDHB), piruvato deshidrogenasa quinasa 1 (PDK1), ATP7B]; el análisis funcional y el enriquecimiento KEGG muestran que los genes diana WD-muerte del cobre participan principalmente en el metabolismo de ácidos carboxílicos, la actividad de oxidoreductasas y la regulación negativa de la función molecular, involucrando vías de señalización como HIF-1, Ferroptosis, etc.; el análisis de docking molecular y visualización muestra que la decocción de Galli Gigeriae Praeparata presenta una buena capacidad de unión con los genes diana WD-muerte del cobre PDK1, SERPINE1, VEGFA, AOC3. (2) Se recopilaron un total de 30 muestras de sangre clínica, incluidos 15 pacientes con WD y 15 personas sanas; los resultados de Western blot muestran que el nivel de expresión de los genes diana es coherente con la expresión de los genes seleccionados; los resultados de PCR en tiempo real muestran que, en comparación con el grupo control sano, los niveles de expresión de ARNm de SERPINE1, GPX4, SLC27A5, VEGFA en pacientes con WD son más bajos, y los niveles de expresión de ARNm SQSTM1, MIF1 son más altos (P<0,05). Conclusión El nivel de expresión de los genes diana WD-muerte del cobre en pacientes con WD es fundamentalmente coherente con la expresión de los genes seleccionados, en medicina tradicional china, la decocción de Galli Gigeriae Praeparata presenta una buena capacidad de unión con los genes diana WD-muerte del cobre; el mecanismo de la muerte del cobre puede desempeñar un papel clave en la fisiopatología de la WD, ofreciendo nuevos objetivos para el diagnóstico y tratamiento de la WD.

关键词

Enfermedad de Wilson;Genes asociados a la muerte del cobre;Bioinformática;Validación clínica;Galli Gigeriae Praeparata

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