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非梗阻性无精子症的生物信息学分析

卢振权  侯健  梁松武  易翔  段永刚  许祥  罗兵锋  袁渊  程小宝  廖苏才  季瑞东  吕娴媛  罗光彦  
【摘要】:目的利用整合生物信息学筛选非梗阻性无精子症(NOA)组织相关的生物标志物及其调控途径,揭示其潜在的分子机制。方法从GEO(Gene Expression Omnibus)数据库中获得GSE145467,GSE25518和GSE9210的基因表达谱矩阵,提取了正常生精的睾丸活检样本10例,无精子症患者睾丸活检样本76例。对这三个GEO芯片数据整合归一化并进行批次矫正后取交集。使用R软件鉴定正常生精样本组织(NS)与NOA之间的差异表达基因(DEGs),对差异表达的基因进行GO富集分析和KEGG通路富集分析,获取关键通路。然后基于在线工具(STRING)构建蛋白质与蛋白质相互作用网络图(PPI)。最后利用Cytoscape中的Cytohubba对枢纽基因(HUB基因)进行筛选。结果共筛选出489个常见的DEGs,包括10个上调基因和479个下调基因。它们通过对一些重要的途径,包括糖代谢,脂肪酸代谢,炭代谢、氨基酸合成、细胞周期及肌肉萎缩等的调控来参与精子发生。利用在线生物信息学工具String成功构建PPI网络图并使用Cytoscape筛选出网络中前30个关键基因(HUB genes)。包括BUB1、BIRC5、TTK、HMMR、RACGAP1、NEK2、DYNLL2、PBK、KIF15、UBB、KIF18A、OIP5、PTTG1、SPAG5、CKS2、CEP55、CDKN3、HIST1H2BA、TYMS、KPNA2、SGOL2、KIF2B、H2AFJ、DNALI1、SYCP1、SMC1B、DNAI1、DYNLRB2、FKBP6、SYCP3,这些基因都是下调基因。结论识别上述HUB基因和通路将有助于我们更好地理解NOA的发生机制,并为疾病的诊治提供潜在的生物标记物和治疗靶点。

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