揭示缺血性中风的分子图谱：利用生物信息学方法识别关键基因和治疗靶点

《International Journal of Neuroscience》：Unraveling the Molecular Landscape of Ischemic Stroke: A Bioinformatics Approach to Identify Key Genes and Therapeutic Targets

本研究通过分析GEO数据库中缺血性中风核心脑区24小时转录组数据，发现炎症、氧化应激、凋亡及血管重塑相关通路，鉴定出Cd68、Ccl3等关键基因及Top2a、Lgals3等药物靶点，为开发靶向治疗提供新方向。

　　

摘要

背景

缺血性中风是导致残疾和死亡的主要原因之一，其发生是由于脑部血流受阻，进而引发神经元损伤。由于治疗方法有限，因此有必要研究针对这种疾病的分子机制，以开发出有效的靶向疗法。

方法

在这项研究中，我们分析了来自基因表达组学数据库（GEO，GSE36010）的转录组数据，重点关注中风发生24小时后大脑核心区域的基因表达变化。我们使用Enrichr对差异表达基因（DEGs）进行了富集分析，并探讨了相关基因本体（GO）术语和反应组（Reactome）通路。利用STRING构建了蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络，并通过Cytoscape中的CytoHubba插件识别了核心基因。网络聚类分析采用CytoCluster中的IPCA算法完成。通过对核心基因的启动子基序进行分析（使用TomTom和GOMO工具），并结合DrugBank数据库的数据，我们筛选出了可能针对这些核心蛋白发挥治疗作用的化合物。

在缺血性中风的大脑核心区域，共鉴定出150个差异表达基因（DEGs），这些基因在炎症、氧化应激、细胞凋亡和血管重塑相关通路中表现出显著富集。研究发现，Cd68、Ccl3、Tgfb1、Cd44、Lgals3、Top2a、Lcn2、Ccl4、Ckap2和Cdca2等核心基因在神经元存活、炎症反应及血管完整性方面起着关键作用。此外，药物分析还发现了一些已获得FDA批准的药物，这些药物有可能被重新用于中风治疗，显示出针对这些核心蛋白的潜在治疗潜力。

结论

本研究分析了缺血性中风的发病机制，确定了关键通路和药物靶点，有助于开发针对性的治疗方法，从而减少患者的损伤并改善治疗结果。