《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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本文通过整合生物信息学分析与实验验证，系统鉴定了IL-6、CXCL2和CEBPB作为子痫前期相关急性肾损伤（PE-AKI）的关键介质。研究结合小鼠模型和人类细胞转录组测序，构建蛋白互作（PPI）网络，揭示关键基因富集于干扰素-γ/α反应、TNF-α/NF-κB等炎症通路；通过分子对接预测deptropine和clotrimazole为潜在治疗候选物，并临床验证CXCL2与CEBPB的诊断价值（AUC分别为0.770和0.790），为PE-AKI的精准诊疗提供新策略。
摘要
本研究旨在通过整合生物信息学与实验方法，识别并验证PE-AKI的关键生物标志物，并探索潜在治疗候选物。研究数据来源于12个小鼠组织样本和8个人类细胞样本的转录组测序。通过差异表达分析，在小鼠和人类PE肾损伤中鉴定出差异表达基因（DEGs），利用DEGs的交集筛选候选基因。进一步通过蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络识别关键基因，并进行了亚细胞定位、功能富集、分子调控网络构建、药物预测和分子对接分析。关键基因的表达在LPS诱导的PE小鼠模型以及PE和PE-AKI患者的血液样本中得到了验证。
方法
样本收集与测序：建立了LPS诱导的PE样小鼠模型，并培养了HK-2人肾小管上皮细胞进行转录组测序。
差异表达分析：使用DESeq2包进行差异表达分析，筛选条件为|log2FC| > 0.5且p < 0.05。
功能富集分析：利用clusterProfiler包进行GO和KEGG富集分析。
PPI网络与关键基因识别：通过STRING数据库构建PPI网络，并使用Cytoscape的CytoHubba插件（MCC和EPC算法）识别关键基因。
分子调控网络分析：利用TRRUST和miRDB数据库预测与关键基因相互作用的转录因子（TFs）和miRNAs。
药物预测与分子对接：使用enrichR包和DSigDB数据库预测潜在治疗药物，并通过AutoDock进行分子对接。
临床验证：收集PE患者、PE-AKI患者和正常妊娠（NP）患者的血液样本，通过RT-qPCR验证关键基因的表达。
结果
关键基因识别：IL-6、CXCL2和CEBPB被确定为关键基因。它们在实验性和临床PE-AKI样本中均显著上调，并共同富集于关键炎症通路，包括干扰素-γ/α反应和TNF-α通过NF-κB的信号传导。
免疫浸润分析：PE-AKI模型中28种免疫细胞类型发生显著改变。
分子调控网络：构建了包含35个转录因子和93个miRNAs的综合性分子调控网络。
药物预测与分子对接：deptropine和clotrimazole被鉴定为能够稳定结合所有三个关键基因的高亲和力候选药物。
临床诊断价值：CXCL2和CEBPB对PE-AKI显示出良好的诊断价值，AUC分别为0.770和0.790。
讨论
肾脏是PE中最先且最严重受累的器官之一，肾损伤是全身免疫炎症失调的关键并发症。本研究通过整合生物信息学分析和实验验证，揭示了IL-6、CXCL2和CEBPB在PE-AKI发病机制中的核心作用。这些关键基因显著富集于干扰素-γ/α反应、TNF-α/NF-κB信号传导和IL-6-JAK-STAT3轴等炎症通路，表明炎症-免疫串扰在驱动PE-AKI进展中起核心作用。药物预测分析确定了deptropine和clotrimazole作为通过靶向关键基因治疗PE-AKI的潜在候选药物。临床验证证实了CXCL2和CEBPB作为PE相关肾损伤生物标志物的潜力。
结论
本研究通过整合生物信息学分析和实验验证，确定IL-6、CEBPB和CXCL2为参与PE-AKI的关键基因。这些发现为PE-AKI的诊断生物标志物和治疗靶点提供了新的见解，为对抗妊娠相关肾脏并发症的更深层次机制研究奠定了基础。
