硒蛋白硫氧还蛋白还原酶的生物信息学分析及其在骨性关节炎患者中的表达研究

• 作者: 刘启玲 刘阳 史传道 孙娜 张荣强 张蓓 李向文 李星慧 杨晓莉
• 来源期刊: 西安交通大学学报（医学版）
• 关键词: 硫氧还蛋白还原酶 骨性关节炎 基因表达 生物学功能
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 临床研究
• 页码范围: 376-383
• 页数: 8页
• 分类号: R684
• 语种: 中文
• DOI: 10.7652/jdyxb202003011

摘要

目的 全面了解硫氧还蛋白还原酶家族的生物学功能及其在骨性关节炎患者中的表达,探讨其与骨性关节炎可能存在的关系,为防治骨性关节炎提供参考.方法 采用生物信息学方法和数据挖掘技术探究硫氧还蛋白还原酶家族(TXNRD1、TXNRD2、TXNRD3)的生物学功能并建立蛋白质相互作用网络,探索核心基因;利用公共数据库中骨性关节炎相关基因组的芯片数据进行Meta分析,并进一步探讨硫氧还蛋白还原酶家族(TXNRD1、TXNRD2、TXNRD3)在骨性关节炎和健康对照人群中的表达水平.结果 硫氧还蛋白还原酶家族主要参与细胞的自动调节、细胞氧化剂解毒、辅酶结合、抗氧化活性等;富集分析结果显示硫氧还蛋白还原酶主要参与细胞氧化还原稳态、丝氨酸家族氨基酸代谢过程、对有毒物质的反应等生物学过程;KEGG信号通路富集分析结果显示硫氧还蛋白还原酶主要涉及硒化合物代谢半胱氨酸与蛋氨酸代谢、结节样受体信号通路、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢等信号通路;蛋白质相互作用网络显示TXNRD1为核心蛋白,其次为TXNRD2、TXN.共表达分析显示人类组织中TXN与TXNRD1、TXN2与TXNRD1、TXN2与TXN、SEPHS2与TXNRD2、SEPHS2与TXN存在共表达关系.硫氧还蛋白还原酶的miRNA-Gene网络显示25个miRNA对TXNRD1有调控作用,12个miRNA对TXNRD2有调控作用,TF-Gene网络显示30种转录因子可对TXNRD1具有调节作用;金诺芬和氯化汞均对TXNRD1与TXNRD2有影响作用.Meta分析结果显示,OA与健康对照人群中TXNRD1表达差异无统计学意义,但TXNRD2基因的表达在OA组中有降低趋势,TXNRD3基因的表达在OA组有升高趋势.结论 硫氧还蛋白还原酶家族的生物学功能是调控氧化还原平衡、调控细胞生长、抗凋亡,其中TXNRD2基因的表达在OA组中有降低趋势,TXNRD3基因的表达在OA组有升高趋势.随着TXNR与OA的研究证据日益增多,也将进一步揭示它们之间的关系,为防治骨性关节炎提供新思路.