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原发性痛风患者中细胞焦亡相关基因及其调控轴的表达情况
Authors Niu S, Lei TY, Dai F, Xie H, Yu X, Zhang Q, Qing Y
Received 5 February 2023
Accepted for publication 12 April 2023
Published 19 April 2023 Volume 2023:16 Pages 1711—1725
DOI https://doi.org/10.2147/JIR.S407359
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Editor who approved publication: Dr Adam Bachstetter
目的:细胞焦亡在肿瘤及炎性疾病已被广泛研究,但其在原发性痛风的研究非常有限。本研究通过芯片分析细胞焦亡相关基因在痛风患者外周血单个核细胞(PBMCs) 的表达特征,构建 ceRNA 网络探索非编码 RNA 介导痛风细胞焦亡相关基因参与调控痛风炎症的分子机制。
方法:使用人类 mRNA、lncRNA、circRNA 芯片数据识别原发性痛风患者和健康对照组的 PBMCs 中的差异表达。Genecard 数据库筛选细胞焦亡相关蛋白编码基因与微阵列数据中差异表达的 mRNA 交集筛选出原发性痛风患者 PBMCs 中差异表达的细胞焦亡相关基因。对上述基因进行 GO 和 KEGG 分析,同时构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,cytoHubba 确定枢纽基因。结合原发性痛风 lncRNA 和 circRNA 微阵列数据集,通过 Cytoscape 构建 ceRNA 网络筛选出可调控目标细胞焦亡基因的关键非编码 RNA 分子。最后,通过实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测了 60 例痛风患者和 40 例健康体检者 PBMCs 中目标 miRNA 和 circRNA 的相对表达水平,并进行 Spearman 相关性及 ROC 曲线分析。
结果:mRNA 微阵列结果发现了 3036 个差异基因,在原发性痛风患者 PBMCs 中有 30 个差异表达的细胞焦亡相关基因。这些基因的 GO 和 KEGG 分析主要富集在 IL-1β 产生、调节和分泌、防御应答,NOD-like receptor 等方面。通过构建 PPI 网络筛选出 9 个枢纽基因,包括 IL1B、DDX3X、NLRP3、NLRP9、AIM2、CASP8、P2XR7、CARD8 和 IFI16。并构建了 hsa-circRNA-102906hsa-circRNA-102910hsa-circRNA-102911- hsa-miR-129-5p-NLRP3NLRP9DDX3X 调控网络。RT-qPCR 检测发现 hsa-circRNA-102906、hsa-circRNA-102910、hsa-circRNA-102911 在原发性痛风患者 PBMCs 中均上调表达,hsa-miR-129-5p 下调。其中 hsa-circRNA-102911 的相对表达量与原发性痛风相关的临床炎症指标呈显著正相关,且其用于原发性痛风诊断的曲线下面积为 0.85 (95% CI: 0.775-0.925; p<0.001)。
结论:原发性痛风患者 PBMCs 中存在多个差异表达的 PRGs,这些基因从多个途径介导了痛风细胞焦亡相关炎症的调节。其中 hsa-circRNA-102911—hsa-miR-129-5p—NLRP3NLRP9DDX3X 可能是痛风细胞焦亡相关的关键调控途径,hsa-circRNA-102911 可能是诊断原发性痛风潜在的生物标志物。
关键词:痛风,细胞焦亡,内源性竞争性 RNA,外周血单个核细胞,生物信息学