基于高通量测序数据挖掘探讨小鼠射血分数保留心力衰竭的发病机制

目的 对小鼠射血分数保留心力衰竭(HFpEF)转录组高通量测序数据进行生物信息学分析,探讨其发病机制.方法 使用R语言对基因表达综合数据库(GEO)来源的HFpEF转录谱数据进行差异表达分析,STRING数据库构建蛋白-蛋白相互作用(PPI)网络,并利用cytoHubba软件鉴定核心基因.采用R语言进行差异表达基因(DEGs)和核心基因的基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析.利用比较毒理基因组学数据库(CTD)分析核心基因与心力衰竭风险之间的关系.结果 HFpEF小鼠左心室组织中337个基因存在差异表达.DEGs主要参与细胞外结构和基质的构成、损伤应答和愈合、胶原纤维构成、血液凝固和纤连蛋白结合等多个GO子集.KEGG分析提示DEGs参与细胞外基质-受体相互作用、黏着斑、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K-Akt)、血小板活化、糖尿病并发症中的晚期糖化终产物(AGEs)及其受体(RAGE)、缺氧诱导因子1(HIF-1)等信号通路中.构建PPI网络后共鉴定出30个核心基因,即Fn1、Mki67、Mmp9、Col1a1、Ctgf、Col1a2、Col3a1、Timp1、Cdk1、Hmmr、Foxm1、Racgap1、Ckap2、Spag5、Ncapg、Cenpe、Fbn1、Spp1、Thbs1、Shcbp1、Cdca3、Ckap2l、Tpx2、Cenpf、Kif20a、Cep55、Prc1、Ect2、Lox和Anln.核心基因参与有丝分裂、细胞外基质、细胞黏附分子结合、细胞外基质-受体相互作用、黏着斑、AGE-RAGE、PI3K-Akt、血小板活化和转化生长因子β(TGF-β)等信号通路.CTD数据库分析提示,核心基因Col1a1、Fn1、Mmp9、Timp1、Spp1、Col3a1、Cdk1和Thbs1等与舒张性心力衰竭关联性更高.结论 通过挖掘HFpEF转录谱数据,可进一步了解其发病机制,为疾病防治提供理论支持.