阿尔茨海默病患者皮层金属离子转运基因的生物信息学特征

Bioinformatics characterization of metal ion transport genes in the cortex of patients with Alzheimer's disease

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摘要目的研究阿尔茨海默病(AD)患者皮层差异性金属离子转运基因的分子功能、生物学过程分类、分子调控网络的变化特征及关键节点,为AD的早期临床诊断和防治提供新方法和新思路.方法从基因芯片公共数据库(GEO)中下载AD患者皮层基因芯片数据,筛选与金属离子转运相关的差异基因,采用PANTHER在线平台对差异基因进行基因本体(GO)分析,包括基因分类、分子功能、生物学过程及信号通路分析,应用STRING11.0 在线分析软件对差异基因进行生物信息学调控网络分析,寻找关键节点基因,并使用Metascape在线软件分析基因功能簇间的相互作用关系,并筛选重要的基因功能簇.结果在AD患者皮层基因中筛选出 30 个与金属离子转运相关的差异基因,均表达上调,其生物学功能主要与跨膜信号转导、金属离子跨膜转运、细胞内金属离子稳态、基因特异性转录调节、蛋白质结合活性调节相关,与离子型谷氨酸受体信号通路、α肾上腺素能受体信号通路密切相关.蛋白-蛋白相互作用(PPI)调控网络中的子网络分别与调节金属蛋白酶水解、调节电压依赖性钙通道及介导跨膜蛋白进入线粒体内膜密切相关,关键节点包括电压依赖性钙离子通道亚基 α2/δ1(CACNA2D1)、N-甲基-D-天冬氨酸离子能谷氨酸受体(GRIN)1、GRIN3A、电压门控钾离子通道亚家族D(KCND)3、电压门控钾离子通道亚家族Q(KCNQ)1 及KCNQ5.结论 AD的发病机制与皮层组织中的CACNA2D1、GRIN1、GRIN3A、KCND3、KC-NQ1 及KCNQ5 等基因的变化密切相关,主要涉及离子型谷氨酸受体信号通路及α肾上腺素能受体信号通路.

作者汪麟双 ^[1] 卫小蝶 ^[2] 邵玲俐 ^[3] 张俊英 ^[1] 张占军 ^[4] 李鹏博 ^[4] 孔令竹 ^[4] 徐晓宇 ^[5] 林东飞 ^[6] 卫东锋 ^[1] 学术成果认领

作者单位中国中医科学院中医临床基础医学研究所,北京 100700 ^[1] 首都医科大学附属北京佑安医院 ^[2] 北京大学第三医院北方院区 ^[3] 北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室;老年脑健康研究中心 ^[4] 重庆医科大学中医药学院 ^[5] 中国中医科学院中医药信息研究所 ^[6]

关键词阿尔茨海默病皮层金属离子转运基因生物信息学金属离子稳态 Alzheimer's disease Cortex Metal ion transporter genes Bioinformatic analysis Metal ion homeostasis

分类号 R749.16

栏目名称其他

DOI 10.3969/j.issn.1005-9202.2023.22.029

发布时间 2023-12-06

基金项目

国家自然科学基金 国家自然科学基金 国家自然科学基金 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目