椎间盘退变纤维环及髓核异常表达基因的比较及生物信息学分析

目的:通过对已公开发表的基因芯片表达谱数据进行研究,探究椎间盘退变过程中纤维环与髓核组织的基因表达差异,并采用生物信息学方法对差异进行分析。方法:经GEO数据库选取两组椎间盘退变相关的基因芯片表达谱数据GSE23130及GSE67567,GSE23130所研究标本来源于正常及退变纤维环组织,GSE67567标本来源于正常及退变髓核组织。对上述数据系列进行质量分析,GSE23130及GSE67567各有10例样本数据被纳入实验。采用Gene Spring 13.0软件对GSE23130正常及退变纤维环间差异表达基因及GSE67567正常及退变髓核间差异表达基因分别进行筛选,利用KEGG PATHWAY和DAVID功能注释簇集分析分别对GSE23130及GSE67567上调及下调基因进行生物信息学分析。结果:GSE23130及GSE67567各筛选出差异表达基因3182个和3017个,其中135个基因在上述两个基因表达谱数据中均存在差异表达。针对两组数据进行的KEGG PATHWAY分析发现TGF-beta signaling pathway和regulation of apoptosis等数个相同的生物学通路及DAVID功能注释簇集;此外,还发现了数个与GSE23130及GSE67567单独相关的DAVID功能注释簇集。结论:椎间盘退变过程中纤维环及髓核组织内基因表达情况存在差异,两种组织内发生的生物过程不尽相同。某些生物学过程在两种组织内均出现异常改变,这些生物学过程中的异常变化可能是椎间盘退变的关键环节,值得进行深入研究。