通过计算分析枢纽基因获得类风湿性关节炎的基因组学见解

这篇论文主要探讨了类风湿性关节炎（RA）的分子机制，通过计算分析识别与RA进展相关的差异表达基因（DEGs），并潜在地确定新的药物靶点和管理策略。研究使用了来自**基因表达数据库（GEO）**的RNA测序数据集GSE193193，分析了5个RA样本和10个对照样本，识别出36107个基因中有3672个基因显著差异表达，其中283个基因上调，360个基因下调。

基因富集分析揭示了与这些DEGs相关的基因本体论术语和通路。研究使用了STRING数据库构建蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络，并通过Cytoscape软件的MCODE和CytoHubba插件进行网络分析和关键基因预测。MCODE是一种图论方法，用于识别PPI网络中密集连接的区域，这些区域通常代表功能模块或蛋白质复合物。CytoHubba则通过整合12种不同的拓扑算法，基于中心性测量对节点进行排名，以识别网络中的枢纽基因。

研究中识别的关键基因包括HBB、ALAS2、GATA1、AHSP、HBG1、HBG2、HBD、KLF1、SLC4A1、EPB42、ZMYND10、DNAJC7、HYDIN、LRRC6、FN1、NCAM1、FASLG、CTCF、SMAD4和STAT1。这些基因不仅与RA相关，还涉及其他疾病，显示出作为潜在治疗靶点的可能性。此外，研究还识别了三个转录因子（GATA1、NFKB1和RELA）和一个miRNA（has-mir-27a-3p）作为这些枢纽基因的关键调控因子。

基因-疾病关联分析使用了DisGeNET数据库，该数据库系统地整理和注释了基因与人类疾病的关联。研究还利用miRNet 2.0平台探索了靶向枢纽基因的miRNAs和转录因子。miRNet结合了基于网络和序列的算法，以阐明miRNA的相互作用及其调控作用。

研究结果表明，上调基因在**生物过程（BP）**中显著富集于免疫反应和细胞凋亡过程，**分子功能（MF）**中富集于相同蛋白结合和锌离子结合，**细胞成分（CC）**中与质膜、胞质和细胞外外泌体相关。下调基因则在细胞粘附、神经系统发育等生物过程中富集，分子功能上与钙离子结合显著相关，细胞成分上与质膜和膜的组成成分相关。

KEGG通路分析显示，上调基因参与癌症中的转录失调和吞噬体，而下调基因参与抗原加工和呈递及自然杀伤细胞介导的细胞毒性。REACTOME通路分析则强调了这些基因在免疫系统和信号转导中的作用。

通过构建和分析PPI网络，研究提供了探索RA分子机制的系统框架，并识别了潜在的治疗靶点。上调基因的PPI网络显示出更高的平均节点度，表明这些基因在RA病理生理学中可能涉及多个相互作用。下调基因的PPI网络则显示出较低的平均节点度，可能意味着蛋白质之间的功能性相互作用减少。

总之，这项研究不仅加深了对RA分子机制的理解，还识别了几个关键的DEGs和调控因子，这些因子可能成为有前景的治疗干预靶点。未来的研究若能集中于这些识别出的靶点，可能会带来对抗RA及其他自身免疫性疾病的创新策略，为受这些疾病影响的患者提供新的希望。