基于生物信息学方法探讨肠道菌群干预类风湿关节炎的机制及药物预测

Mechanism and drug prediction of intestinal flora intervention in rheumatoid arthritis based on bioinformatics

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摘要目的:探究肠道菌群紊乱与类风湿关节炎(RA)的诊断及治疗应答的相关性,为精准靶向干预RA的进一步研究提供生物信息学依据.方法:从疾病数据库中分别下载并筛选整合肠道菌群紊乱疾病相关基因与RA基因,应用生物信息学方法对两种疾病的相关性进行综合分析,通过STRING和Cytoscape及其插件分析PPI网络,筛选关键基因.将关键基因映射至Coremine Medicinal中得到相对应的化学药物及中药.结果:通过对疾病数据库的整合筛选,共获得525个肠道菌群紊乱与RA的共有基因,最终选取蛋白相互作用程度最强的基因为关键基因,分别为IL-6、IL-1β、TNF-α、IL-10、STAT3、STAT1、RE-LA.这些相关基因主要涉及负反馈调节、抗原刺激等生物过程,介导脂多糖受体结合、NF-κB受体结合等分子功能,主要富集在质膜区域;KEGG分析显示这些相关基因主要涉及IL-17通路、Toll样受体通路等经典信号通路.通过药物预测,发现了一些重组细胞因子及中药黄芪、黄芩、五味子、黄连等可能成为治疗RA的潜在药物来源.结论:生物信息学方法可预测肠道菌群干预RA发病,发现相关基因和信号通路,并预测可能通过靶向调控菌群治疗RA的中草药,为深入探讨靶向治疗RA提供了理论依据.