整合多组微阵列芯片分析骨关节炎患者滑膜中生物标志物和治疗靶点

生物信息学：是运用数学和信息学方法阐明和解释海量生物学数据所蕴含的生物学意义的重要手段和工具。

基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus，GEO)：全称GENE EXPRESSION OMNIBUS，是由美国国立生物技术信息中心NCBI创建并维护的基因表达数据库。它创建于2000年，收录了世界各国研究机构提交的高通量基因表达数据。

背景：骨关节炎是老年人中常见的慢性疾病之一，目前还没有有效的治疗方法。

目的：鉴定骨关节炎滑膜组织中的差异表达基因和相关信号通路，阐明骨关节炎的发病机制并寻找有效的药物靶点。

方法：①从GEO数据库中收集10个相关数据集，包括120个骨关节炎患者滑膜组织样本和85个正常人滑膜组织样本，鉴定出差异表达基因；②对这些差异表达基因进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析，使用Cytoscape软件构建差异表达基因的蛋白质-蛋白质相互作用网络，并进行了模块分析，筛选关键基因；③通过Drugbank数据库筛选获准的用于治疗骨关节炎的药物，Drug Gene Interaction数据库挖掘这些药物的靶基因。

结果与结论：①文章总共鉴定出25个差异表达基因，包括20个上调的差异表达基因(SPP1、基质金属蛋白酶1及基质金属蛋白酶9等)和5个下调的差异表达基因(APOD、FKBP5及ZBTB16等)；②GO功能富集分析结果表明，这些差异表达基因主要参与细胞外基质的代谢(例如胶原分解代谢过程、细胞外基质分解、胶原代谢过程、细胞外结构组织和蛋白质代谢过程)；③KEGG富集分析结果表明，差异表达基因主要富集在“白细胞介素17信号通路”和“类风湿关节炎”；④通过Drugbank数据库和Drug Gene Interaction数据库共挖掘出50种获得批准的治疗骨关节炎药物及对应的209个靶基因，SPP1、基质金属蛋白酶1和基质金属蛋白酶9是治疗骨关节炎药物硫酸软骨素、曲安西龙、塞来昔布和葡萄糖胺的靶基因和差异表达基因的交集基因；⑤结果证实，骨关节炎发病可能与滑膜内特异表达的基因诱导细胞外基质的降解有关，SPP1、基质金属蛋白酶1和基质金属蛋白酶9可能是用于治疗骨关节炎的有效分子靶标。

https://orcid.org/0000-0001-5801-8391 (曾平)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 软组织, 滑膜, 骨关节炎, 芯片, 基因, 信号通路, 细胞, 靶点

引用本文：刘金富, 曾 平, 农 焦, 范思奇, 冯程钦, 黄佳兴. 整合多组微阵列芯片分析骨关节炎患者滑膜中生物标志物和治疗靶点[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(23): 3690-3696.

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