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原发性骨髓纤维化向AML转化过程中造血干细胞差异表达基因的生物学功能分析及核心基因筛选

         
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目的 采用生物信息学方法分析原发性骨髓纤维化(PMF)向急性髓系白血病(AML)转化过程中造血干细胞(HSC)的差异表达基因,并筛选PMF向AML转化过程中HSC的核心基因.方法 从GEO数据库中选取PMF向AML转化的单细胞测序数据集GSE153319,利用R语言对数据集进行质控、降维、聚类和注释,筛选出HSC和细胞间高度变化的基因.利用R语言的Seurat包Findmarkers函数筛选PMF慢性期和AML转化期HSC的差异表达基因.利用DAVID在线数据库和Metascape在线数据库对PMF向AML转化过程中HSC差异表达基因进行GO功能富集和KEGG信号通路分析.采用STRING10在线数据库构建差异表达基因的PPI网络图,利用Cytoscape软件的Mcode插件筛选出核心基因簇并进行GO功能富集,通过CytoHubba插件按MCC算法筛选出排名前5的基因,即为PMF向AML转化过程中HSC的核心基因.结果 共筛选出98个差异表达基因,与PMF慢性期相比,AML转化期HSC中有78个上调基因、20个下调基因.GO功能富集分析结果显示,上调基因的BP主要富集在RNA聚合酶Ⅱ启动子转录的负调控、炎症反应的负调控、成纤维细胞生长因子反应、成骨细胞分化的负调控以及血管新生等,CC主要富集在细胞核和细胞质,MF主要富集在DNA结合以及RNA聚合酶Ⅱ核心启动子的转录激活子活性;下调基因的BP主要富集在炎症反应、干扰素-γ介导的信号通路以及细胞对α干扰素的反应,CC主要富集在细胞质.KEGG信号通路分析结果显示,上调基因的KEGG信号通路主要富集在TNF信号通路、癌症相关通路、凋亡相关通路以及Apelin信号通路等.FOS、EGR1、PTGS2、CXCL8、CXCR4等5个基因可能是PMF转化为AML过程中HSC的核心基因.结论 与PMF慢性期相比,AML转化期HSC中有98个差异表达基因;差异表达基因主要富集在炎症调控、细胞增殖以及分化等过程中,参与TNF信号通路、癌症相关通路、凋亡相关通路以及Apelin信号通路的调控;HSC的FOS、EGR1、PTGS2、CXCL8、CXCR4等5个差异表达基因可能是PMF转化为AML的核心基因.

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