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作者：林潇;周梦;林帆;姚秀娟;
单位：福州大学附属省立医院老年医学科;福州大学附属省立医院风湿免疫科;福州大学附属省立医院呼吸与危重症医学科;
摘要：目的：采用生物信息学方法鉴定特发性肺纤维化（IPF）组织中的核心脂肪酸代谢相关基因（FAMRGs），并通过实验验证上述基因是否在IPF组织和正常肺组织中呈显著差异表达。方法：从基因表达综合数据库（GEO）下载2个IPF基因芯片数据集，包括GSE47460数据集和GSE150910数据集，人类基因综合数据库（GeneCards）中筛选FAMRGs,GEO2R工具筛选出GSE47460数据集中IPF组织和正常肺组织的差异表达基因（DEGs），通过对DEGs与FAMRGs绘制韦恩图，获得差异表达的FAMRGs。采用仙桃学术工具对上述基因进行富集分析，STRING数据库分析并导入Cytoscape软件建立蛋白-蛋白相互作用（PPI）网络图并筛选出关键FAMRGs，通过GSE150910数据集对上述基因的表达水平进行验证，并绘制受试者工作特征（ROC）曲线，筛选出核心FAMRGs。采用CIBERSORT网站分析在IPF组织中核心FAMRGs表达水平与免疫细胞浸润的关系。选取18只健康雄性SD大鼠，随机分为对照组、IPF组和吡非尼酮组，每组6只。IPF组和吡非尼酮组大鼠气管内注射博来霉素以制备肺纤维化模型，对照组大鼠气管内注射等量生理盐水。造模成功后，对照组和IPF组大鼠以10 mL·kg~(-1)·d~(-1)生理盐水灌胃，吡非尼酮组大鼠以10 mL·kg~(-1)·d~(-1)吡非尼酮混悬液灌胃，药物干预14 d后处死，取出肺组织。采用Masson染色观察3组大鼠肺组织纤维化程度，Western blotting法检测3组大鼠肺组织中的FAMRGs蛋白表达情况。结果：共筛选出182个差异表达的FAMRGs。基因本体论（GO），上述FAMRGs主要涉及激素调节、对肽类物质的反应、信号受体激动剂活性和细胞因子活性等功能。京都基因与基因组百科全书（KEGG），上述FAMRGs主要富集于白细胞介素17(IL-17)信号通路、晚期糖基化终末产物-晚期糖基化终末产物受体（AGE-RAGE）信号通路和缺氧诱导因子-1(HIF-1)信号通路等。从PPI网络中鉴定出前10位关键FAMRGs，通过GSE150910数据集的验证，确定基质金属蛋白酶3(MMP3)、分泌型磷蛋白1(SPP1)和胰岛素样生长因子1(IGF1)为IPF组织中核心FAMRGs，与正常肺组织比较呈明显高表达（P<0.001）。免疫浸润分析，在IPF组织中浆细胞、调节性T细胞、M0型巨噬细胞和静息肥大细胞的表达明显上调（P<0.05），静息CD4记忆T细胞、静息自然杀伤（NK）细胞、单核细胞、嗜酸性粒细胞和中性粒细胞的表达则明显下调（P<0.05）,Spearman相关性，在IPF组织中SPP1与M0型巨噬细胞表达水平呈正相关关系（P<0.001），与单核细胞表达水平呈负相关关系（P<0.001）。Masson染色，与对照组比较，IPF组大鼠肺组织中胶原纤维沉积明显增多；与IPF组比较，吡非尼酮组大鼠肺组织中胶原纤维沉积明显减少。Western blotting法，与对照组比较，IPF组大鼠肺组织中的MMP3、SPP1和IGF1蛋白表达水平明显升高（P<0.05）；与IPF组比较，吡非尼酮组大鼠肺组织中的MMP3、SPP1和IGF1蛋白表达水平明显降低（P<0.05）。结论：MMP3、SPP1和IGF1为IPF组织中的核心FAMRGs，可作为未来IPF治疗的潜在靶点。
关键词：特发性肺纤维化;;脂肪酸代谢;;生物信息学;;免疫浸润;;吡非尼酮
基金资助：福建省科技厅科技创新联合资金项目（2024Y9024）;福建省科技厅自然科学基金（青年创新）项目（2023J05229）
