利用生物信息学探究IL4在哮喘中的异常表达及其相关基因的功能作用

Analysis of the abnormal expression of IL4 in asthma and the function of related genes by bioinformatics

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摘要目的研究IL4在哮喘中的表达情况,探讨其异常表达的原因及其相关基因对哮喘可能的作用机制.方法从基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)下载哮喘患者与正常对照样本的mRNA、miRNA、lncRNA的表达数据及甲基化数据.独立样本秩和检验比较哮喘患者与正常对照样本的IL4的表达差异和甲基化差异.通过预测IL4互作的miRNA及miRNA互作的lncRNA,建立了调控IL4的ceRNA网络.基因富集分析探究了IL4高表达哮喘患者富集的通路.最后Pearson相关性分析挖掘出与IL4表达相关性显著的基因,并对这些基因的功能及所在的通路进行了富集分析.结果哮喘患者与正常对照样本相比,IL4表达水平显著上调,甲基化水平显著下调(P<0.05),说明甲基化修饰可能是导致IL4异常表达原因之一.通过构建ceRNA网络发现,IL4的异常表达也可能是受到6个lncRNA的调控作用.这些lncRNA通过吸附在调控IL4的miRNA上,抑制了miRNA对IL4的下调作用,导致IL4在哮喘中上调.基因富集分析显示IL4高表达患者中富集的多为代谢相关通路.与IL4表达显著相关的基因,显著富集于与哮喘发生相关的通路,如花生四烯酸代谢通路、内吞作用和幽门螺杆菌感染中的上皮细胞信号转导通路等.结论 IL4可能可以作为治疗哮喘的新的靶点,IL4及其相关基因通过调控哮喘发生相关的通路,促使哮喘发生.