肺部感染继发脓毒症差异基因的表达及生物信息学分析

• 作者: 刘刚 刘颖 陶浚泠 李叶红 王永强 李世欣 刘頔
• 来源期刊: 中华危重病急救医学
• 关键词: 肺部感染 脓毒症 社区获得性肺炎 医院获得性肺炎 动物模型 高通量基因表达数据库
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 论著·重症感染与脓毒症
• 页码范围: 138-144
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3760/cma.j.cn121430-20210908-01350

摘要

目的:通过生物信息学分析筛选肺部感染继发脓毒症的关键基因，为该疾病的基础研究提供理论依据，并寻找理想的动物模型方案。方法:①实验1（生物信息学分析）：利用基因表达数据库（GEO）筛选肺部感染继发脓毒症和多种脓毒症动物模型数据集，利用R软件对各数据集进行基因差异分析，差异基因进行基因本体（GO）分析和京都基因与基因组百科（KEGG）富集分析。肺部感染继发脓毒症数据集差异基因与临床症状进行相关性分析，绘制差异基因与临床症状相关性热图，利用加权基因共表达网络分析（WGCNA）和蛋白-蛋白互作用网络（PPIN）分析进行聚类筛选核心基因和关键基因。②实验2（脓毒症动物模型验证）：选择体质量21~25 g的雄性小鼠，随机分为模型组和对照（Sham）组，采用盲肠结扎穿孔术（CLP）制备小鼠脓毒症损伤模型，Sham组仅需暴露盲肠。术后24 h处死小鼠取肺组织提取总RNA，用实时荧光定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测关键基因的mRNA表达。结果:①实验1：肺部感染继发脓毒症数据集GSE 134364和GSE 65682分析后得到共有差异基因319个，其中，社区获得性肺炎（CAP）与医院获得性肺炎（HAP）在基因水平上无差异；各动物模型基因差异较大，无共有差异基因；患者与动物模型差异基因在GO功能上有相似的富集，主要在细胞分化、细胞过程的调控、细胞对刺激反应的调节等方面；KEGG通路富集的比较则差异较大，其中，CLP动物模型与患者呈现更高的一致性；WGCNA和PPIN分析后得到的关键基因有MAPK14、NLRC4和LCN2。②实验2：动物实验结果显示，CLP模型小鼠肺组织细胞中MAPK14、NLRC4和LCN2的mRNA表达较Sham组呈明显上调，与GEO的分布结果一致。结论:MAPK14、NLRC4和LCN2是肺部感染继发脓毒症的关键基因，其参与了生物学过程的调节，是潜在的研究方向；CLP动物模型更能反映肺部感染继发脓毒症患者的生物学特征，是理想的动物模型方案。