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基于生物信息学分析ApoE-ε4-/+阿尔茨海默病Braak分级的差异基因及其潜在治疗靶点
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作者 刘惠宇 高福佳 王瑞敏 《中国煤炭工业医学杂志》 2024年第3期238-246,共9页
目的比较载脂蛋白E(ApoE)-ε4阳性与ApoE-ε4阴性的阿尔茨海默病(AD)患者在braak不同阶段的差异表达特征,筛选ApoE-ε4+AD的治疗靶点。方法从基因表达综合数据库(GEO)下载数据集GSE29652,利用R语言比较分析基因表达情况,筛选差异表达基... 目的比较载脂蛋白E(ApoE)-ε4阳性与ApoE-ε4阴性的阿尔茨海默病(AD)患者在braak不同阶段的差异表达特征,筛选ApoE-ε4+AD的治疗靶点。方法从基因表达综合数据库(GEO)下载数据集GSE29652,利用R语言比较分析基因表达情况,筛选差异表达基因(DEGs);利用STRING数据库和Cytoscape软件进行蛋白互作网络分析及关键靶基因的筛查;利用基因本体功能注释(GO)和京都基因与基因组百科全书通路富集分析(KEGG)差异表达基因进行功能富集及通路分析。结果AD患者BraakⅠ~Ⅱ阶段筛选出ApoE-ε4阴性与ApoE-ε4阳性相关的差异表达基因共1417个,基于多种算法得到6个关键靶基因,分别为TNF、IL17A、CD8A、IL7R、TLR2、IL18;其中IL7R显著下调(P<0.05),TLR2和CD8A显著上调(P<0.05);GO和KEGG分析显示3个靶基因主要富集在淋巴细胞介导的免疫、细胞膜传递、NAD+核苷酶活性等,涉及原发性免疫缺陷、抗原处理和呈递、PI3K-Akt等信号通路。BraakⅢ~Ⅳ阶段筛选出ApoE-ε4阴性与ApoE-ε4阳性的差异表达基因共1050个,基于多种算法得到5个关键靶基因,分别为IGF1、LEP、PTGS2、INS、PTPN11;其中,PTPN11呈上调趋势(P<0.05);GO和KEGG分析显示其功能富集主要为ERK1和ERK2级联、肽基酪氨酸磷酸化、激素分泌的调节、蛋白酪氨酸激酶和激素受体结合等方面,涉及JAK-STAT和Ras信号通路。BraakⅤ~Ⅵ阶段,筛选出ApoE-ε4阴性与ApoE-ε4阳性相关的差异表达基因共364个,基于Degree算法得到12个关键靶基因,其中RAC1显著下调(P<0.05),MYH6显著上调(P<0.05);GO和KEGG分析显示2个靶基因主要富集在肌动蛋白丝聚合、钙调素结合等,涉及细胞凋亡等信号通路。结论AD早期阶段,ApoE-ε4可能与调控TLR2、IL7R和CD8A基因促进早期炎症有关;中期阶段,ApoE-ε4可导致PTPN11基因依赖的激素功能失调加速AD病理;AD晚期阶段,ApoE-ε4可能与RAC1和MYH6对钙离子调控密切相关。 展开更多
关键词 阿尔茨海默病 载脂蛋白E4 braak分级 生物信息学
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