神經干細胞與神經元差異表達基因的生物信息學分析

李世安，劉友，劉希光，李愛民

神經干細胞與神經元差異表達基因的生物信息學分析

李世安，劉友，劉希光，李愛民

目的通過生物信息學技術探討神經干細胞與神經元間基因表達的差異，找出關鍵的差異基因及其潛在的分子調控機制；并對其所涉及的功能進行分析預測。方法從GEO表達譜數據庫中下載與神經干細胞及神經元相關的表達譜基因芯片數據系列GSE70171，導入基因芯片在線分析工具morpheus，篩選出神經干細胞和神經元之間表達差異的基因，并構建聚類分析熱圖。采用DAVID數據庫進行GO功能分析和KEGG通路富集分析，并使用STRING分析與Cytoscape軟件構建PPI網絡。結果篩選出表達差異的基因有4 022個，其中神經干細胞比神經元上調的基因有2 146個，下調基因1 876個。對表達差異的基因進行的生物信息學分析發現，下調的基因主要與神經元功能相關，上調基因與神經干細胞細胞再生和有腫瘤特征相關，其中神經干細胞的細胞周期通路和癌癥通路存在研究價值。結論神經干細胞與神經元之間存在表達差異基因。幾個關鍵基因CDC6、CDKN2A、CDC14A、BUB1、TTK、CHEK1、CDC25C在細胞周期通路中可能與神經干細胞再生功能相關。而KIF23、CDKN2A、TNC、CDC25C、CDCA5、BRCA1可能與神經干細胞的腫瘤特征相關。然而，這些關鍵基因的功能還需要今后的實驗研究進一步證實。

神經干細胞；生物信息學；基因；腫瘤

在1992年，Reynolds和Weiss等[1]在中樞神經系統(central nervous system,CNS)中發現自我更新的神經干細胞(neural stem cells,NSCs)。這些細胞能增殖、遷移和分化成腦和脊髓所有細胞類型，包括神經元[2-4]。即神經干細胞(NSCs)具有在特定條件下自我更新，并分化成神經譜系(神經元)的能力。……