整合生物信息学分析鉴定SARS-CoV-2感染引起的心肌损伤机制中潜在的铁死亡关键基因
尤红俊1
赵倩倩2
苟棋玲1
常凤军1
刁佳宇1
董梦雅1
1.710068 西安,陕西省人民医院心血管内科2.710100 西安,西安国际医学中心医院心肺康复科
摘要：目的 铁死亡在冠状病毒病2019(Coronavirus Disease 2019,COVID-19)相关的心血管疾病中起致病作用.本研究旨在鉴定严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)感染引起的心肌损伤机制中潜在的铁死亡相关的关键基因.方法 对感染SARS-CoV-2的人诱导的多能干细胞源性心肌细胞(human induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes,hiPSC-CMs)转录组数据进行生物信息学研究,包括铁死亡相关的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)的鉴定、基因本体论(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析、蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interactions,PPI)、关键基因鉴定以及转录因子-基因相互作用等,以探索铁死亡相关基因在COVID-19相关心肌损伤发病机制中的潜在作用.此外,针对关键基因的候选靶向药物进行了开发,为该疾病的诊疗提供理论依据.结果 通过比较感染或未感染SARS-CoV-2的hiPSC-CMs的转录谱数据,并与铁死亡数据库(FerrDb)基因取交集,筛选出80个铁死亡相关的DEGs.GO和KEGG通路富集分析表明,这些基因参与细胞对氧化应激和缺氧的反应、铁死亡、细胞坏死性凋亡、缺氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor,HIF-1)信号通路、肿瘤坏死因子(Tumor Necrosis Factor,TNF)信号通路、白介素17(Interleukin 17,IL-17)信号通路、核因子-κB(Nuclear Factor-kappa B,NF-κB)信号通路等.使用PPI和cytoHubba鉴定的关键基因包括IL-6、JUN、PTGS2、TLR4、HIF1A、CAV1、HMOX1、SIRT1、EGFR和ATF3.转录因子RELA、NFKB1、EGR1、STAT3、JUN和SP1与大多数关键基因相互作用.筛选出针对关键基因的候选药物,包括去铁胺、氧气、辛伐他汀、乙酰半胱氨酸、姜黄素、醋酚酮、白藜芦醇、谷胱甘肽等.结论 分析感染SARS-CoV-2的hiPSC-CMs的转录谱数据,为理解SARS-CoV-2感染引起的心肌损伤的铁死亡相关病理机制的提供新视角.此外,探索铁死亡相关基因的候选靶向药物在未来对抗这种形式的心肌损伤方面具有巨大的潜力.
关键词：严重急性呼吸综合征冠状病毒2型冠状病毒病2019心肌细胞铁死亡
分类号：R563.1(呼吸系及胸部疾病)
资助基金：陕西省人民医院科技人才支持计划项目(2022JY-45)科技发展孵化基金(2023YJY-63)
论文发表日期：2024-07-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 772-777 )
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