在新生儿缺氧-缺血性脑病中，鉴定与翻译后修饰基因集相关的转录组候选基因

《Journal of Molecular Neuroscience》：Identification of Transcriptome-Derived Candidate Genes Associated with Post-Translational Modification Gene Sets in Neonatal Hypoxic-Ischemic Encephalopathy

摘要

新生儿缺氧缺血性脑病（HIE）是新生儿神经系统损伤的主要原因。翻译后修饰（PTMs）在细胞应激期间精确地调节蛋白质的活性、定位和相互作用。然而，与HIE中PTM通路相关的基因的转录组变化仍不完全清楚。从GEO获取了两个小鼠数据集（GSE23317和GSE144456）的基因表达数据。候选基因筛查结合了差异表达分析、WGCNA（全局基因网络聚类）以及与21个PTM相关基因集的重叠性分析。进一步的分析包括蛋白质相互作用网络（PPI）研究、表达比较、接收者操作特征（ROC）分析、功能富集、免疫细胞解卷积、miRNA预测、分子对接和分子动力学（MD）模拟。共有113个在时间上一致差异表达的基因被鉴定出来，其中12个基因同时存在于HIE相关的WGCNA模块和PTM相关基因集中。五个基因Hk2、Lgals3、Sdc4、Upp1和Vim在分析对比中表现出上调表达（在3小时时的log2倍数变化范围为0.271–1.027，在24小时时为0.326–2.031）。在GSE23317数据集中，单个基因在ROC曲线下的面积（AUC）范围为0.893至1.000；结合模型的留一法交叉验证AUC为0.929。功能分析强调了胶质细胞和细胞骨架过程、碳水化合物代谢以及氧化磷酸化，并将这五个基因与推断的免疫细胞信号联系起来。HK2–calcitriol和HK2–menogaril的对接得分最低，均为?8.9 kcal/mol。将转录组数据与PTM相关基因集整合后，鉴定出五个候选基因，并突出了新生儿HIE中的胶质细胞、细胞骨架、代谢和免疫相关反应。这些发现为研究这些基因的生物学作用及其潜在的生物标志物相关性提供了基础。