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目的:本研究对基因表达数据库(gene expression omnibus,GEO)现有的基因数据进行深度分析,并将结果在临床样本中验证,以期寻找与良性气管狭窄相关的核心基因。方法:1.对GEO中数据进行收集处理,将基因数据集分为GTS组和GCON组,然后通过生物信息学的分析手段,筛选到大量基因表达数据库(differently expressed genes,DEGs)。应用基因本体论(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)对DEGs进行分析。将结果用已编制好的R语言程序进行处理,并以热力图、火山图的形式呈现。此外,通过构建出DEGs的蛋白互作网络(protein protein interaction network,PPI network)、重要模块、关键基因网络来筛选出核心基因,并在CTD数据库中识别出与其相关的疾病。2.在临床中采集人工气道患者的静脉血,将确诊良性气管狭窄患者的血样设为TS组,未狭窄患者血样设为CON组。采用RNAiso Plus(Trizol)试剂盒提取血样中RNA,在Light Cycler?4800系统中对关键基因进行RT-q PCR,分析核心基因在临床样本中的表达情况。最后,将统计结果与患者的人口学特征及临床表现进行相关性分析,鉴定出核心基因。结果:在GEO数据集[GSE10936581(GPL16570平台)]中,包括5例在氯气中气管狭窄的小鼠基因表达谱和5例正常的小鼠基因表达谱。GTS组中个体之间存在较强的相关性,GCON组中个体也存在较强相关性。经过生物信息学方法分析两组之间共存在194个DEGs,其中下调61个,上调133个。GO分析结果在核分裂、细胞周期和细胞分裂中显著富集。经过KEGG分析表明,p53信号通路和细胞周期是主要的通路。Mki67、Ccnb1、Ccnb2为数据集中GTS组的核心基因,并在CTD数据库中确认这些基因与气管疾病、软骨疾病、气管肿瘤、纤维腺瘤和结缔组织疾病相关。提取静脉血中RNA,经过RT-q PCR分析验证TS组中Mki67(P<0.05)、Ccnb1(P<0.05)、Ccnb2(P<0.05)表达明显上调。在上述结果中,Mki67、Ccnb1、Ccnb2的表达情况在TS组中随着狭窄的程度而增高,并且狭窄程度与Mki67、Ccnb1和Ccnb2之间存在强正相关。狭窄程度与Mki67呈强正相关(R=0.906,P<0.001),狭窄程度与Ccnb1呈强正相关(R=0.953,P<0.001)。狭窄程度与Ccnb2呈强正相关(R=0.958,P<0.001)。核心基因中Mki67的相对表达与Ccnb1呈强正相关(R=0.912,P<0.001),Mki67的相对表达与Ccnb2呈强正相关(R=0.862,P<0.001),Ccnb1的相对表达与Ccnb2呈强正相关(R=0.936,P<0.001)。通过Spearman相关性分析,Mki67、Ccnb1和Ccnb2之间存在强相关性。结论:1.良性气管狭窄的发生发展过程脱离不了细胞增殖与细胞周期的相关基因异常活化表达等因素。2.Mki67、Ccnb1、Ccnb2等基因与良性气管狭窄的发生关系密切。