背景:增加中性粒细胞的数量对于攻击入侵的病原体是必不可少的,而不适当地增加组织中的中性粒细胞的数量可能会造成不必要的组织损伤。研究中性粒细胞增多的关键基因和通路的变化,可以为阐明炎症性疾病、某些免疫学和血液学疾病的发病机制提供了理论依据。目的:找到中性粒细胞增多时发生明显差异变化的关键基因及信号通路。方法:首先,从GEO(Gene Expression Omnibus)数据系列GSE64457,GSE94923,GSE54644中筛选并下载49个实验样本和22个对照样本的基因芯片数据。这三个数据系列里实验样本分别包括脓毒性休克患者的中性粒细胞、用GM-CSF或PKA激动剂刺激后的正常中性粒细胞、红细胞增多症患者的中性粒细胞。其次,我们在R软件中使用limma包等筛选鉴定出差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并进行了层次聚类分析。最后,通过将每两个数据集中的上调的DEGs和下调的DEGs分别取交集,得到110个上调DEGs和108个下调DEGs用于进一步分析,然后采用包括DAVID、PATHER、Reactome、STRING及Cytoscape里的ReactomeFIPlugIn和Cytohubba应用程序等多种方法进行基因功能和通路富集分析、PPI网络分析和关键基因分析。结果:我们确定了最重要的关键DEGs,包括AKT1、MAPK14、JAK1、EGR1、TLR4、CNOT6L、CD44、LDLR、ENO1、ARRB1、IL6ST、GAB1、MAP2K6。此外,在三个数据系列里DEGs的共同交集中,发现有13个上调基因:IL18R1、ATP13A3、CD44、LAIR1、ATP6V1C1、ATP11B、ADAM9、IL6ST、LDLR、EXOSC4、IL18RAP、PPA2、HES1,以及5个下调的基因:FCMR、SET、NOV、FGL2、TSPAN13。同时发现了一些涉及中性粒细胞增多的通路:如白细胞介素介导的信号通路、脂多糖介导的信号通路、肿瘤坏死因子信号通路、Toll样受体级联、MAPK信号通路、PI3K-AKT信号通路,以及生物过程或分子功能:如凋亡过程、蛋白磷酸化、细胞内信号转导、激酶活性、催化活性和转移酶活性。结论:本研究中发现的关键基因和信号途径可能参与中性粒细胞增多过程,并与炎症性疾病、某些自身免疫性疾病和血液病的发病过程有一定联系。这些发现将为进一步阐明这些疾病的发病机制奠定一定基础,并为其诊断、治疗和预后有关的靶标选择提供新视角。