通过生物信息学分析确定SNCA和DRD2作为关键基因,将帕金森病与昼夜节律联系起来

科学领域:

• 基因组学和生物信息学
• 神经科学
• 药理学

背景情况:

• 帕金森病是一种神经退行性疾病,病因复杂.
• 循环节律 (CR) 障碍越来越多地被认为是PD病变的一个因素.
• 识别共享的分子机制对于新的治疗策略至关重要.

研究的目的:

• 使用生物信息学选PD和CR之间常见的差异表达基因 (DEG).
• 分析分子机制,并确定潜在的中国传统医学 (TCM) 针对PD的目标.
• 为PD治疗提供新的生物标志物和药物开发候选物.

主要方法:

• 使用GEO数据库进行PD基因表达数据和WGCNA进行共表达网络分析.
• 综合基因卡和Msigdb基因数据库;使用Venny2.1选常见的DEG.
• 通过Cytohubba构建了蛋白与蛋白相互作用 (PPI) 网络,进行了GO/KEGG丰富,并确定了枢纽基因 (SNCA,DRD2).
• 使用ROC曲线分析诊断值并构建mRNA-miRNA网络.
• 使用Coremine和HERB数据库预测的TCM目标和组件,通过分子对接验证.

主要成果:

• 在多巴胺生物合成和神经退行路径中发现了62个PD和CR之间的共同关键基因.
• 在PD患者中,SNCA和DRD2被确定为具有显著较低表达和高诊断值的枢纽基因 (AUC为0. 87和0. 80).
• 发现了潜在的TCM (Gastrodia Elata,Malt,Papaya) 和组件 (ent-Epicatechin,Vanillin,Protocatechuic Acid) 与目标蛋白结合稳定.

结论:

• 枢纽基因SNCA和DRD2与PD和CR密切相关,这表明它们在PD病变发生过程中的作用.
• 生物信息学分析发现了TCM衍生的治疗候选药物.
• 这些发现为PD诊断和治疗提供了有前途的生物标志物和药物标.