3+ 取不到交集基因怎么办？

背景：急性心肌梗死 （AMI） 是由冠状动脉病变引起的临床综合征。铁死亡和缺氧在AMI中起着至关重要的作用。方法：

1、识别急性心肌梗死（AMI）后小鼠梗死组织（IF）和假手术小鼠的左心室（LV）不同时间段的差异基因（DEG）；

2、根据铁死亡和缺氧相关基因的表达，通过ssGSEA计算铁死亡评分和缺氧评分；

3、通过WGCNA获得铁死亡评分和缺氧评分相关的关键模块和关键基因；

4、对关键模块中的DEG进行GO和KEGG通路富集分析；

5、使用关键基因构建PPI网络，筛选hub基因；

6、使用外部验证集验证hub基因的表达；

7、构建了TF-hub基因互作网络；

8、构建AMI小鼠模型验证hub基因的表达。

GSE4648中DEG的识别

使用维恩图分析急性心肌梗死（AMI）后不同时间段的上调基因和下调基因（IF VS LV，图1a）。共有641个DEG，其中上调基因522个（图1b），下调基因119个（图1c）。

图1

铁死亡和缺氧的ssGSEA

根据铁死亡和缺氧相关基因的表达，使用ssGSEA计算每个样品的铁死亡评分和缺氧评分。结果显示，AMI小鼠IF的铁死亡评分（图2a）和缺氧评分（图2b）显着高于对照小鼠的LV。铁死亡评分与缺氧评分之间存在显着的正相关（图2c）。从时间上看，IF组铁死亡评分从1h开始增加，12h达到峰值，24h后开始下降（图2d），而缺氧评分从1h开始增加，24h达到峰值，然后下降（图2e）。

图2

GSE4648的WGCNA

应用Pearson相关系数对样本进行聚类，得到样本聚类树如图3a所示。选择软阈值18（基于R2=0.9的无标度拓扑标准）以获得无标度网络（图3b，c）。最后得到6个模块（图3d）。

图3

6个模块中，绿色模块与铁死亡评分高度相关，黄色模块与缺氧评分高度相关，因此，选择绿色模块和黄色模块作为临床的重要模块（图4a）。根据geneTraitSignificance>0.8和geneModuleMembership>0.8，在两个模块中分别发现26个和40个关键基因（图4b，c）。

图4

两个临床重要模块的基因功能富集分析

通过GO和KEGG富集分析研究了绿色模块中的59个DEG和黄色模块中的65个DEG。GO富集分析结果表明，绿色模块中的基因主要集中在ERK1和ERK2级联反应、p38 MAPK级联反应中，并调控RNA聚合酶II启动子的转录响应应激（图5a），而黄色模块中的基因在细胞因子介导的信号通路、炎症反应的调节和对白细胞介素-1的细胞反应中富集（图5b)。KEGG富集分析结果表明，绿色模块中的基因与TNF信号通路和MAPK信号通路相关（图5c），而黄色模块中的基因与细胞因子-细胞因子受体相互作用和IL-17信号通路等相关（图5d）。

图5

关键基因的PPI分析

绿色模块26个关键基因之间有118个相互作用（图6a），黄色模块40个关键基因中有39个有197个相互作用（图6b）。使用cytohubba在两个PPI网络中发现了5个hub基因（图6c，d）。这些hub基因的表达水平在心肌梗死区域升高（图6e）。

图6

中心基因的验证

 用GSE775检查了10个hub基因的表达水平（图7）。未检测到Cxcl1，其他9个基因的表达与在GSE4648中的表达一致。

图9

预测TF-hub基因相互作用

TRRUST数据库用于预测TF-hub基因的相互作用。有48个TF、9个hub基因和69个相互作用（图8）。 

图8

Hub基因在AMI小鼠心肌组织中上调

成功建立了AMI小鼠模型（图9a）。与对照组相比，AMI小鼠心肌组织中Atf3、Ptgs2、Socs3、Hspa1b、Selp、Cxcl2、Il1b、Myd88、S100a8的相对mRNA表达水平显着上调（图9b）；同时，蛋白质表达水平也显着增加（图9c）。结果与GSE4648和GSE775的表达数据一致。

图9

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