《Archives of Gynecology and Obstetrics》：Integrated bioinformatic identification and translational validation of key biomarkers and therapeutic candidates for preeclampsia-related acute kidney injury
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本文通過整合生物信息學分析與實驗驗證，系統鑒定了IL-6、CXCL2和CEBPB作為子癇前期相關急性腎損傷（PE-AKI）的關鍵介質。研究結合小鼠模型和人類細胞轉錄組測序，構建蛋白互作（PPI）網絡，揭示關鍵基因富集于干擾素-γ/α反應、TNF-α/NF-κB等炎癥通路；通過分子對接預測deptropine和clotrimazole為潛在治療候選物，并臨床驗證CXCL2與CEBPB的診斷價值（AUC分別為0.770和0.790），為PE-AKI的精準診療提供新策略。
摘要
本研究旨在通過整合生物信息學與實驗方法，識別并驗證PE-AKI的關鍵生物標志物，并探索潛在治療候選物。研究數據來源于12個小鼠組織樣本和8個人類細胞樣本的轉錄組測序。通過差異表達分析，在小鼠和人類PE腎損傷中鑒定出差異表達基因（DEGs），利用DEGs的交集篩選候選基因。進一步通過蛋白質-蛋白質相互作用（PPI）網絡識別關鍵基因，并進行了亞細胞定位、功能富集、分子調控網絡構建、藥物預測和分子對接分析。關鍵基因的表達在LPS誘導的PE小鼠模型以及PE和PE-AKI患者的血液樣本中得到了驗證。
方法
樣本收集與測序：建立了LPS誘導的PE樣小鼠模型，并培養了HK-2人腎小管上皮細胞進行轉錄組測序。
差異表達分析：使用DESeq2包進行差異表達分析，篩選條件為|log2FC| > 0.5且p < 0.05。
功能富集分析：利用clusterProfiler包進行GO和KEGG富集分析。
PPI網絡與關鍵基因識別：通過STRING數據庫構建PPI網絡，并使用Cytoscape的CytoHubba插件（MCC和EPC算法）識別關鍵基因。
分子調控網絡分析：利用TRRUST和miRDB數據庫預測與關鍵基因相互作用的轉錄因子（TFs）和miRNAs。
藥物預測與分子對接：使用enrichR包和DSigDB數據庫預測潛在治療藥物，并通過AutoDock進行分子對接。
臨床驗證：收集PE患者、PE-AKI患者和正常妊娠（NP）患者的血液樣本，通過RT-qPCR驗證關鍵基因的表達。
結果
關鍵基因識別：IL-6、CXCL2和CEBPB被確定為關鍵基因。它們在實驗性和臨床PE-AKI樣本中均顯著上調，并共同富集于關鍵炎癥通路，包括干擾素-γ/α反應和TNF-α通過NF-κB的信號傳導。
免疫浸潤分析：PE-AKI模型中28種免疫細胞類型發生顯著改變。
分子調控網絡：構建了包含35個轉錄因子和93個miRNAs的綜合性分子調控網絡。
藥物預測與分子對接：deptropine和clotrimazole被鑒定為能夠穩定結合所有三個關鍵基因的高親和力候選藥物。
臨床診斷價值：CXCL2和CEBPB對PE-AKI顯示出良好的診斷價值，AUC分別為0.770和0.790。
討論
腎臟是PE中最先且最嚴重受累的器官之一，腎損傷是全身免疫炎癥失調的關鍵并發癥。本研究通過整合生物信息學分析和實驗驗證，揭示了IL-6、CXCL2和CEBPB在PE-AKI發病機制中的核心作用。這些關鍵基因顯著富集于干擾素-γ/α反應、TNF-α/NF-κB信號傳導和IL-6-JAK-STAT3軸等炎癥通路，表明炎癥-免疫串擾在驅動PE-AKI進展中起核心作用。藥物預測分析確定了deptropine和clotrimazole作為通過靶向關鍵基因治療PE-AKI的潛在候選藥物。臨床驗證證實了CXCL2和CEBPB作為PE相關腎損傷生物標志物的潛力。
結論
本研究通過整合生物信息學分析和實驗驗證，確定IL-6、CEBPB和CXCL2為參與PE-AKI的關鍵基因。這些發現為PE-AKI的診斷生物標志物和治療靶點提供了新的見解，為對抗妊娠相關腎臟并發癥的更深層次機制研究奠定了基礎。
