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中华临床实验室管理电子杂志 ›› 2025, Vol. 13 ›› Issue (02) : 97 -105. doi: 10.3877/cma.j.issn.2095-5820.2025.02.006

自动化与信息化

基于生物信息学分析原发性痛风性关节炎与高尿酸血症的关键基因及相关通路
邓绮玲1, 庄杰兰2, 董家铭3, 苏镜1,()   
  1. 1. 510378 广东广州,广州中医药大学第三附属医院检验科
    2. 510520 广东广州,广东省食品药品职业学院护理学院
    3. 528305 广东佛山,国药集团广东环球制药有限公司
  • 收稿日期:2024-01-03 出版日期:2025-05-28
  • 通信作者: 苏镜
  • 基金资助:
    广东省中医药局中医药科研项目(20233025)广州中医药大学教学质量与教学改革工程项目(广中医校办〔2024〕278号)

Analysis of key genes and related pathways in primary gouty arthritis and hyperuricemia based on bioinformatics

Qiling Deng1, Jielan Zhuang2, Jiaming Dong3, Jing Su1,()   

  1. 1. Department of Clinical Laboratory,the Third Affiliated Hospital of Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine, Guangzhou Guangdong 510378, China
    2. School of Nursing, Guangdong Vocational College of Food and Medicine, Guangzhou Guangdong 510520, China
    3. Guoyao Group Guangdong Global Pharmaceutical Co., Ltd., Foshan Guangdong 528305, China
  • Received:2024-01-03 Published:2025-05-28
  • Corresponding author: Jing Su
引用本文:

邓绮玲, 庄杰兰, 董家铭, 苏镜. 基于生物信息学分析原发性痛风性关节炎与高尿酸血症的关键基因及相关通路[J/OL]. 中华临床实验室管理电子杂志, 2025, 13(02): 97-105.

Qiling Deng, Jielan Zhuang, Jiaming Dong, Jing Su. Analysis of key genes and related pathways in primary gouty arthritis and hyperuricemia based on bioinformatics[J/OL]. Chinese Journal of Clinical Laboratory Management(Electronic Edition), 2025, 13(02): 97-105.

目的

利用生物信息学,筛选原发性痛风性关节炎(PGA)与高尿酸血症(HUA)的关键基因及探索相关通路。

方法

从GeneCards、OMIM、DisGeNET 3个数据库中检索PGA与HUA的疾病基因靶点,分别对所得的靶点进行总结、筛选和去重,分别获得两组疾病最终基因靶点。然后取交集处理,将共同的基因靶点导入STRING数据库构建蛋白互作(PPI)网络图中,下载 tsv格式的PPI网络,并导入Cytoscape 3.8.0软件,通过CytoHubba插件,按度中心度、接近中心度、介数中心度大于中值的条件,筛选出度中心度排在前27个的目标靶基因。利用 DAVID数据库对PGA和HUA两种疾病的共同靶基因进行GO富集分析和KEGG富集分析。

结果

筛选出PGA相关基因389个、HUA相关基因 802个,两组疾病基因交集后获得共同靶基因150个,利用PPI网络图和CytoHubba的分析结果,确定了IL-6RELAAPPTNFINSIL-1βCXCL8MAPK1TLR4等为PGA与HUA的共同关键靶基因,GO富集分析显示其主要与炎症反应、免疫反应等生物过程相关,KEGG信号通路分析包括NOD样受体信号通路、Toll样受体信号通路、核因子κB信号通路、HIF-1信号通路、肿瘤坏死因子信号通路等。

结论

通过PGA与HUA的共同关键基因和涉及的信号通路,为了解两种疾病相关性,以及后续相关研究提供了一定的理论基础。

Objective

To identify shared key genes and pathways linking primary gouty arthritis(PGA) and hyperuricemia (HUA) through bioinformatics approaches.

Methods

Disease-associated gene targets of PGA and HUA were retrieved from GeneCards, OMIM and DisGeNET databases. After deduplication and filtration, the final gene targets for two groups of diseases were obtained. Then take the intersection and import the common gene targets into the STRING database to construct a protein-protein interaction (PPI) network diagram. Download the tsv format PPI network and import it into Cytoscape 3.8.0.Hub genes were prioritized using CytoHubba plugin with topological criteria: degree/closeness/betweenness centrality above median values, yielding top 27 hub genes. Perform GO enrichment analysis and KEGG enrichment analysis on common target genes of PGA and HUA using the DAVID database.

Results

389 genes from PGA and 802 genes from HUA were selected, 150 common target genes, according to the PPI network diagram, IL-6, RELA, APP, TNF, INS, IL-1β, CXCL8, MAPK1, and TLR4 are the common key target genes of PGA and HUA, GO enrichment showed that it was mainly related to inflammatory response, immune response, etc., KEGG signaling includes NOD-like receptor signaling, Toll-like receptor signaling, nuclear factor-kappa B signaling, HIF-1 signaling and tumor necrosis factor signaling.

Conclusion

The common key genes and signaling pathways involved in PGA and HUA provide a theoretical basis for understanding the correlation between the two diseases and subsequent related research.

图1 PGA与HUA基因收集韦恩图
表1 筛选出的关键靶基因
图2 PPI分析 注:圆圈代表基因,线条代表基因之间蛋白质的相互作用,线条颜色代表蛋白质之间相互作用的证据。
图3 GO功能富集分析分子功能柱状图
图4 GO功能富集分析细胞定位柱状图
图5 GO功能富集分析生物学过程柱状图 注:柱状图长短代表基因数量多少,颜色深浅代表P值的高低。
图6 KEGG信号通路富集分析气泡图 注:点的大小表示通路中基因表达的数量,点的颜色代表P值的变化。
图7 PGA与HUA共同靶基因-信号通路图
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