心脏衰老相关基因与治疗药物的生物信息学筛选
年长,蛋白质,通路,1资料与方法,2结果,3讨论
刘奕清,雷 燕,杨 静,修成奎,王 雪,胡艳红,于博文,刘逸南,王佳丽,吴 丹,吴 烨目前人口老龄化已成为全球广泛关注的问题,截至2018年底,我国65岁及以上人数接近1.67亿人,占总人口的11.9%[1],由年龄增长带来的退行性疾病如心血管疾病、骨质疏松、阿尔茨海默病等逐渐成为重大的社会健康问题[2]。众所周知,衰老是急慢性心血管疾病发生的主要危险因素[3],且疾病的发生率随年龄的增长呈指数上升:因心脏病致死人数占65~74岁总死亡人数的40%以上,占85岁以上总死亡人数的60%[4]。因此,探究衰老对心脏的影响及其作用机制对预防心血管疾病的发生,提高老年人群的生活质量具有非常重要的意义。目前,心脏衰老的分子调节机制主要包括线粒体功能障碍、端粒缩短、神经体液调节以及自噬下调等[5-6],但因心脏衰老涉及一系列复杂的生理过程变化,所以仍需对心脏衰老分子调控机制进行深入探究。
基因芯片作为凝结生命科学与信息科学研究成果的重要技术,已经成为大规模提取和探索生物分子信息的强有力手段。随着芯片技术的发展与普及,与疾病相关的基因表达数据储存在各大公共数据库中,海量差异基因可以轻易获得[7]。本研究从基因表达数据库(Gene Expression Omnibus, GEO)中获取数据集GSE12480,利用生物信息学方法筛选年轻小鼠和年长小鼠心室中的差异基因,然后对差异基因进行基因本体(gene ontology,GO)功能富集分析和京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes andgenomes, KEGG)信号通路分析,并且构建蛋白质相互作用网络获得关键基因。使用关联性图谱(Connectivity map, CMap)筛选具有潜在治疗作用的小分子药物,为心脏衰老的早期诊断及发病机制提供重要的依据。通过以上分析,为进一步研究小鼠心脏衰老的分子机制提供新的思路。
1 资料与方法
1.1 数据来源 通过GEO数据库下载小鼠心室总RNA表达谱数据集GSE12480,其实验平台为基于Affymetrix的GPL1261平台。GSE12480数据集包括20个样本,均取自于小鼠的心室RNA,其中包括10只年轻(4~6个月)和10只年长(25~28个月)小鼠样本。
1.2 差异表达基因的筛选 通过使用R语言(3.5.3, www.r-project.org)的limma包筛选出数据集GSE12480中年轻小鼠和年长小鼠的差异表达基因 ......
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