基于WGCNA鉴定阿尔茨海默病的衰老关键基因OA

目的采用加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)方法筛选并鉴定阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)相关的衰老基因。方法从GEO数据库中选择GSE132903作为分析数据集,筛选AD差异表达基因(differential expressed gene,DEG),采用火山图和热图进行差异基因可视化分析;从MsigDB、Aging Altas、CellAge三个数据库中下载衰老和衰老相关基因(aging and senescence-associated gene,ASAG);WGCNA筛选与AD临床特征相关性最高的基因模块,并采用基因本体(gene ontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)对模块内基因进行富集分析;取DEG、WGCNA关键模块基因及ASAG的交集基因得到AD衰老相关差异表达基因(AD age-related differential expressed gene,ARDEG),使用STRING数据库进行蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络分析寻找关键节点基因;使用GeneMANIA数据库分析ARDEG的共表达网络和相关功能;最后将筛选到的关键基因在已知AD患者数据库Alzdata中进行验证。结果共筛选出226个DEG,611个ASAG,8个ARDEG。PPI筛选出排名前5位的关键基因分别为SYP、STXBP1、VAMP2、CPLX1和STX1A。Alzdata数据库验证发现除海马区VAMP2和额叶皮层STXBP1无明显改变、额叶皮层CPLX1无表达外,5个关键基因在AD其余脑区中表达均下调,且VAMP2、STXBP1和STX1A已在AD早期出现差异表达,CPLX1与Tau病理过程有关,SYP、STXBP1与β-淀粉样蛋白和Tau病理过程均有关。结论SYP、STXBP1、VAMP2、CPLX1和STX1A均为ARDEG,有望成为AD潜在的诊断和治疗靶点。