肌營養不良小鼠關鍵基因和通路的生物信息學分析

廖子鈺, 李 歡, 王 倞, 林金福, 張 成

杜興型肌營養不良癥(Duchenne muscular dystrophy，DMD)是一種X-連鎖隱性遺傳性疾病。DMD基因定位于Xp21.2，編碼具有抗牽拉作用的抗肌萎縮蛋白(dystrophin)[1]。患者出生后無明顯癥狀，3～5歲時即出現行走、跑步異常，下蹲起立需扶膝，上樓困難，病程進展迅速，10歲左右不能行走，到20～30歲時死于心功能衰竭[2]。C57BL/10ScSn-Dmdmdx/J (mdx)小鼠是DMD最常用的動物模型[3]。mdx鼠由于Dmd基因第23號外顯子無義突變，產生截短的、無功能的抗肌萎縮蛋白，導致肌肉收縮過程中肌膜容易受損，從而出現與人類患者相似的肌纖維壞死、細胞浸潤、再生等病理變化[4]。

隨著生物信息學技術的發展，微陣列技術逐漸應用于突變基因檢測和差異表達基因篩查[5～7]，對于研究許多疾病的發病原理、尋找生物標記物和治療靶點有重要意義。

本研究從基因芯片公共數據庫GEO下載了3組mdx鼠基因表達數據，對在以上3個數據集中均為差異表達的基因進行基因本體論分析和富集信號通路分析，篩選出其中起核心作用的關鍵基因，對探索影響DMD發病的分子機制、尋找新的治療靶點具有積極意義。

1 材料與方法

1.1 基因微陣列數據集的篩選 篩選條件：對照組為未作其他干預處理的C57BL/10野生型小鼠，實驗組為C57BL/10背景的mdx鼠，均為雄性，6～8周齡，取材部位為脛骨前肌或腓腸肌。以“Duchenne muscular dystrophy”和“mdx mouse”為檢索詞檢索GEO DataSets數據庫，獲得3個符合條件的數據集。

1.2 差異表達基因的獲取 在線工具GEO2R(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/geo2r/)用于分析以上3組微陣列數據中mdx組小鼠和正常組的差異表達基因。篩選條件為：log2FC≥1或≤-1，即上調或下調的……