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基于基因组网络分析的乙型肝炎生物标志物挖掘与功能验证
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月23日 来源:Egyptian Journal of Medical Human Genetics 1.2
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本研究通过整合六大数据平台的基因信息,运用GO/KEGG富集分析和蛋白质互作网络技术,筛选出IL-6、TNF、STAT3等10个HBV关键枢纽基因,为乙型肝炎的精准诊疗提供新靶点。研究人员创新性地采用CytoHubba算法鉴定出3个最具潜力的生物标志物,揭示了EBV感染通路与HBV的分子关联,为2030年消除HBV的全球目标提供理论支撑。
在全球范围内,乙型肝炎病毒(HBV)感染仍是严峻的公共卫生挑战,约2.9亿慢性感染者面临肝硬化和肝癌风险。尽管世界卫生组织提出2030年消除HBV的目标,但现有诊断技术对早期感染和疾病进展预测仍存在局限。病毒cccDNA的持续存在和复杂免疫逃逸机制,使得迫切需要发现新的生物标志物来指导精准干预。
印度尼西亚国家研究与创新局等11家机构联合团队在《Egyptian Journal of Medical Human Genetics》发表研究,通过多组学整合分析揭示了HBV关键致病机制。研究人员从DisGeNET等六大权威数据库筛选495个HBV相关基因,采用STRING构建包含407个节点、3781条边的蛋白质互作网络,运用MCODE识别3个功能模块(评分16.7-10.4),最终通过CytoHubba交叉验证确定核心靶点。特别发现IL-6通过调控HBx蛋白影响病毒复制,TNF-α可破坏核衣壳稳定性,STAT3则经HBx/HBsAg双重激活参与肝癌发生。
关键技术包括:1)多数据库基因筛选(DisGeNET/GWAS Catalog等);2)WebGestalt进行GO/KEGG富集分析(FDR<0.05);3)STRING构建PPI网络(置信度>0.7);4)Cytoscape的MCODE模块识别;5)CytoHubba枢纽基因分析(MNC/degree/closeness算法)。
【HBV相关基因鉴定】从六大数据平台获得495个基因,经严格筛选标准(如DisGeNET置信度>0.3)确保数据可靠性,建立迄今最全面的HBV基因集。
【PPI网络与枢纽基因】网络分析显示IL-6、TNF、STAT3位居互作中心,其中STAT3在Jak-STAT通路中与30个EBV感染相关基因交叉,提示病毒协同感染机制。模块分析发现Cluster 1(28节点)与免疫应答密切关联。
【功能富集分析】GO分析揭示基因显著富集于"免疫效应过程"(BP)、"MHC II类复合体"(CC)和"肽抗原结合"(MF)。KEGG显示EBV感染通路最显著(含30基因),HBV与IBD通路存在分子交叉。
【讨论与结论】该研究突破性地将IL-6、TNF、STAT3确立为HBV顶级生物标志物:①IL-6血清水平与疾病严重度正相关,可通过抑制Enh1调控区降低cccDNA;②TNF-α能通过HLA-II分子清除抗原;③STAT3经HBx蛋白激活后影响10余条癌症通路。这些发现为开发靶向治疗(如IL-6阻断剂)和预后监测体系提供分子基础,推动实现WHO 2030消除目标。未来需开展多中心临床验证,特别是STAT3抑制剂在预防HBV-HCC转化中的应用价值。
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