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综合生物信息学分析及实验验证糖尿病视网膜病变中血管新生相关基因的作用

安徽医科大学学报     字体:

基金项目: 安徽省自然科学基金项目(编号:2508085QH303);

作者:李鹏;梁坤;吴峰;李佳;刘伦;陶玉林

关键词:糖尿病视网膜病变;血管生成;FN1;P53信号通路;管腔形成;

DOI:专辑:医药卫生科技

〔摘 要〕 目的 探讨糖尿病视网膜病变(DR)发生发展过程中血管新生相关分子机制。方法 从Gencard网站获取血管新生相关基因,并与DR数据集(GSE60436和GSE94019)的差异表达基因取交集,随后通过功能富集、蛋白质–蛋白质相互作用(PPI)网络筛选候选基因并评估其诊断价值。基因集富集分析(GSEA)探讨候选基因潜在通路,免疫浸润分析揭示候选基因与免疫细胞的相关性。细胞实验验证纤维连接蛋白1(FN1)在高糖处理下的人视网膜微血管内皮细胞(HRMEC)中的作用。结果 共筛选到237个血管新生相关差异基因,富集于磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信号通路(PI3K-Akt)、肿瘤抑制蛋白53(P53)、肿瘤坏死因子(TNF)和Janus激酶/信号转导及转录激活因子信号通路(JAK-STAT)等通路。其中胶原蛋白Ⅰ型α1链(COL1A1)、COL1A2、FN1、肿瘤坏死因子(TNF)和肿瘤抑制蛋白53(TP53)为关键基因,且具有较高诊断价值。GSEA提示这些基因参与P53等多条信号通路。CIBERSORTx分析发现其与多种免疫细胞浸润显著相关。高糖处理导致FN1表达升高。在高糖诱导的HRMEC中,与对照si-NC组相比,si-FN1组HRMEC的增殖、迁移及管腔形成能力均显著下降,同时P53蛋白表达升高。结论 FN1在DR血管新生中具有重要作用,可能成为潜在的诊断和治疗靶点。