[发明专利]颅内动脉瘤形成和破裂的关键基因的研究方法

说明书

本发明涉及生物信息学领域，尤其涉及颅内动脉瘤形成和破裂的关键基因的研究方法，包括以下步骤：S1、芯片数据获取和芯片数据前处理；S2、关键基因筛选；S3、基因功能富集分析和免疫微环境分析，本发明在关键基因的筛选上，采用了差异表达基因分析和WGCNA两者相结合的方法，在此基础上，对两种方法结果取交集后获得的关键基因进行蛋白互作网络分析，筛选出IAs形成和破裂最核心的基因，实现了通过权重基因共表达网络分析方法鉴别导致IAs形成和破裂的潜在关键基因。

技术领域

本发明涉及生物信息学领域，尤其涉及颅内动脉瘤形成和破裂的关键基因的研究方法。

背景技术

颅内动脉瘤(Intracranial Aneurysms，IAs)的形成被认为是遗传因素和环境因素共同作用的结果。同样地，IAs破裂的发生也存在着遗传和环境因素的作用。已有较多研究讨论了IAs形成和破裂的危险因素和病理生理学机制，例如有相关研究表明，免疫炎症反应、细胞外基质降解、血流动力学应激等因素参与了IAs的发生和破裂。尽管许多研究已经进行了详细的实验来阐明相关分子机制，但是影响IAs形成和破裂的确切机制目前尚未明确，因此寻找和研究在IAs形成和破裂中具有关键生物学功能的基因以及可能的分子机制对我们深入认识这一疾病具有重大意义，同时也有希望为IAs的治疗和评估带来新的启示。

由于生物信息学技术的快速发展以及基因芯片和测序技术的普及，我们可以利用生物信息学技术和方法来研究IAs形成和破裂的关键基因以及可能的分子机制。目前，已有研究通过差异表达基因分析法来研究IAs形成和破裂的分子机制。然而，很少有研究通过权重基因共表达网络分析(Weighted Gene Coexpression Network Analysis，WGCNA)方法鉴别导致IAs形成和破裂的潜在关键基因。因此，我们提出了颅内动脉瘤形成和破裂的关键基因的研究方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中存在的缺点，而提出的颅内动脉瘤形成和破裂的关键基因的研究方法。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：颅内动脉瘤形成和破裂的关键基因的研究方法，包括以下步骤：

S1、芯片数据获取和芯片数据前处理；

S2、关键基因筛选；

S3、基因功能富集分析和免疫微环境分析。

优选的，步骤S2包括差异表达基因筛选方法、WGCNA方法、蛋白互作网络分析中的任意一种。

优选的，所述差异表达基因筛选方法包括采用R语言的limma包进行差异表达基因的筛选，将差异基因筛选的标准设定为P值小于0.05，显著差异基因标准为log2(foldchange)1，调整后P0.05，其中fold change为病例组和对照组之间基因表达差异倍数，即病例组和对照组表达值的比。

优选的，所述WGCNA方法包括以下步骤：

A1、数据前处理：首先对IAs样本进行聚类分析，剔除样本中的离群样本；

A2、一步法构建网络：采用基因的表达谱数据，计算基因与基因之间的相关系数，构建基因共表达相关性矩阵；在此基础上，为了建立基因之间的无尺度网络，通过选择软阈值参数β(加权系数)，使相关性矩阵转换为邻接矩阵，软阈值参数一般要求使R20.8或达到平台期最小的软阈值，即连接节点个数取对数(log(k))和节点出现的概率的对数值(log(p(k)))之间的相关系数大于0.8；将邻接矩阵转换为拓扑重叠矩阵(Topological OverlapMatrix，TOM)，对基因进行模块划分，具有相同功能的基因被划分到一个模块中；

A3、性状相关模块的筛选：将样本表型数据和基因模块特征值进行关联，通过计算皮尔逊相关系数分析基因模块特征值与样本表型性状数据之间的相关系数和P值，并构建基因模块-性状相关性热图，从而进行模块相关性分析并寻找与目标性状相关联的基因模块。