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基于RNA-seq筛选高耐药且高毒力金黄色葡萄球菌肺部感染过程中的自噬相关基因

安徽医科大学学报 2025, 09, v.60 1689-1696     字体:

基金项目: 国家自然科学基金项目(编号:82470017);石家庄市科学技术研究与发展计划项目(编号:211200553)~~

作者:查锦宏;匡琪;吴承僖;朱小雨;苏铎;张丽丽;吕蒙;胡凌飞;周冬生;杨文慧;

关键词:耐甲氧西林金黄色葡萄球菌; 小鼠; 肺炎; 自噬; 关键基因; 免疫浸润; 生物信息学;

DOI:10.19405/j.cnki.issn1000-1492.2025.09.016

〔摘 要〕 目的 筛选高耐药且高毒力耐甲氧西林金黄色葡萄球菌USA300(USA300)肺部感染过程中的自噬相关基因,探讨其分子机制,为免疫治疗靶点提供思路。方法 从GEO数据库获取USA300肺部感染小鼠模型数据集GSE220943,采用DESeq2筛选差异表达基因(DEGs),结合MSigDB和Autophagy数据库获取自噬相关基因(ARGs),通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)构建共表达模块,取与DEGs和ARGs的交集获得自噬相关基因。利用cluster Profiler R包进行基因本体(GO)富集分析,Metascape网站进行京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析,Immu Cell AI-mouse网站分析免疫浸润,String数据库构建蛋白-蛋白互作用(PPI)网络,Cytoscape软件拓扑分析筛选关键基因,并通过网站(https://www. bioinformatics. com.cn)绘制受试者工作特征曲线(ROC)曲线。最终通过实时荧光定量逆转录聚合酶链式反应(RT-qPCR)在小鼠肺组织中验证关键基因表达。结果 在感染后12、24、48、96 h分别筛选出6 135、4 075、3 680和2 342个DEGs,结合WGCNA和ARGs共筛选出19个自噬相关基因。GO和KEGG分析显示,这些基因参与CD4+T细胞激活调控、先天免疫反应、自噬小体膜等过程。免疫浸润分析发现,感染初期以中性粒细胞、树突细胞等先天免疫细胞为主,后期转向γδ T细胞、M2型巨噬细胞等细胞类型。PPI网络筛出12个核心自噬基因,进一步确定3个上调关键基因(Eif2ak2、Ikbke、Nfkbiz),其ROC曲线下面积均为1.000。RT-qPCR验证显示,3个基因在感染24 h肺组织中表达升高(均P