骨关节炎的氧化应激相关基因和免疫浸润分析

吴傲; 于鹏; 滕加文; 孔鹏; 卞泗善

doi:10.12307/2025.245

摘要：背景:目前对于骨关节炎的发病机制尚不清楚,缺乏有效控制疾病的手段,且研究多集中在免疫领域,对氧化应激领域研究较少. 目的:探索氧化应激与免疫浸润在骨关节炎中的作用,并预测相关miRNA和治疗药物. 方法:从GEO数据库中获取GSE55235数据集(10例骨关节炎样本和10例健康对照样本)和GSE55457数据集(10例骨关节炎样本和10例健康对照样本)进行合并,获取差异表达基因,并结合氧化应激基因得到差异表达氧化应激基因.对差异表达氧化应激基因进行KEGG、GO富集分析,并使用GSEA富集分析评价骨关节炎通路和生物过程.使用STRING在线平台和Cytoscape软件建立了蛋白质相互作用网络,运行Degree算法得到关键基因,从GEO数据库中获取GSE1919作为验证数据集,对关键基因进行差异分析及受试者工作特征曲线分析,得到核心基因.此外,用CIBERSORT对免疫浸润进行评估,并探索核心基因与免疫细胞的相关性,使用TargetScan对核心基因进行miRNA预测及使用DSigDB数据库对靶点药物进行预测. 结果与结论:①确定了65个差异表达氧化应激基因和5个核心基因(IL1B、CXCL8、MYC、NFKBIA、JUN);②富集分析结果显示,差异表达氧化应激基因的主要聚焦点包括氧化应激、白细胞介素17、破骨细胞分化、流体剪切应力以及动脉粥样硬化等通路;③5个核心基因的受试者工作特征曲线下面积均>0.85,说明对诊断骨关节具有良好的特异性和敏感性,且与免疫细胞密切关联;④miRNA的预测结果是hsa-miR-3937,治疗小分子药物包括二甲双胍、离子霉素和塞来昔布等.结果表明:骨关节炎中存在氧化应激与免疫浸润,且免疫浸润参与激活氧化应激.核心基因及预测的miRNA可作为诊断骨关节炎的新型标志物,预测的小分子药物可治疗骨关节炎.