程 菲 閆 虹

（沈陽市兒童醫(yī)院，遼寧 沈陽 110034）

先天性心臟病是最常見的出生缺陷，占嬰幼兒非感染性死亡原因首位[1-2]，占主要的先天性畸形的1/3[3]。Denise等[3]統(tǒng)計，近15年中先天性心臟病的出生患病率最高達(dá)到9.1/1000。隨著遺傳學(xué)的發(fā)展和研究，發(fā)現(xiàn)先天性心臟病的產(chǎn)生與多個基因的相互作用密切相關(guān)。所以，對生物基因功能進(jìn)行研究，破譯基因的生物學(xué)功能并對其加以利用對先天性心臟病的臨床診斷和治療具有重要意義。因此，本文對針對多種基因相互作用的影響進(jìn)行研究，采用預(yù)測性分析的方法對與先天性心臟病形成有關(guān)的基因進(jìn)行分析采，以望能更加深入的了解先天性心臟病形成的原因，從而更好的對其進(jìn)行預(yù)防和治療。

1 材料與方法

1.1 一般材料：通過OMIM數(shù)據(jù)庫獲取28個已知的先天性心臟病相關(guān)易感基因，稱為“種子基因”。在在人類蛋白質(zhì)相關(guān)HPRD、BIOGRID、BIND的數(shù)據(jù)庫中對人類蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，獲得9817個蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)。

1.2 分析蛋白質(zhì)互作網(wǎng)絡(luò)：將“種子基因”輸入HPRD、BIOGRID 和BIND 數(shù)據(jù)庫，檢索獲取已知的“種子基因”所對應(yīng)蛋白質(zhì)。研究人員將有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計，重點對“種子基因”以及對其產(chǎn)生重要影響的鄰近基因進(jìn)行研究和分析。運用統(tǒng)計學(xué)方法對這些基因所占的比例進(jìn)行統(tǒng)計。同時，研究人員還將具有蛋白質(zhì)相互作用信息的基因與對其產(chǎn)生直接影響的基因進(jìn)行比例上的比較。在對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計與整理之后，研究人員根據(jù)真實數(shù)據(jù)對“種子基因”臨近結(jié)點處是否有疾病相關(guān)的易感基因在此集聚進(jìn)行判斷分析。若有，即將其視為候選的易感基因。

1.3 分析功能富集：研究人員在對已經(jīng)確認(rèn)為易感基因的對象進(jìn)行生物學(xué)詮釋，在這一過程中，主要是采用ToppFun這一輔助工具。在實驗過程中，實驗人員以疾病致病基因間的生物學(xué)功能為標(biāo)準(zhǔn)，對研究對象進(jìn)行篩選。如果候選疾病易感基因中有與已知易感基因相同的基因，則將其選出作為預(yù)測先天性心臟病相關(guān)易感基因。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理：利用SPSS22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，計數(shù)資料采用（n，%）表示，采用χ2檢驗；計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，采用t檢驗，P＜0.05差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。。

2 結(jié) 果

實驗人員通過對實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，共得出28個先天性心臟病相關(guān)易感基因。其中的24個是與其對應(yīng)的蛋白質(zhì)有發(fā)生相互作用，它們的共有鄰居基因數(shù)量為233個。這些基因共同作用，形成了一個蛋白質(zhì)相互作用的網(wǎng)絡(luò)。其中，這24個種子基因是：ADD1、CITED2、DTNA、NKX2-5、GATA4、GJA1、HOXC4、ITGB3、JARID2、MTHFD1、MTHFR、MTRR、NOS3、NPPA、NPPB、RFC1、TBX5、TGFB1、ZIC3、NAD1、NAD2、ZFPM2、HEY2、MTHFR。

實驗研究人員在進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集分析時，主要是采用文獻(xiàn)挖掘工具Chilibot對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索的方法。在其過程中，主要是對7個疾病相關(guān)易感基因與congenital heart disease、congenital heart defects、heart development等關(guān)鍵詞的關(guān)聯(lián)的搜索。研究人員通過這一方法，發(fā)現(xiàn)這7個與疾病相關(guān)易感基因中有2個基因（MAPK1、MAPK3）是和先天性心臟病的發(fā)生有關(guān)的，還有1個基因（EHMT1）與先天性心臟缺損有較大關(guān)聯(lián)，剩余4個基因（SPF、MEF2C、EP300、NFATTC4）與心臟發(fā)育相關(guān)。

3 討 論

先天性心臟病患者可因心臟結(jié)構(gòu)及血流動力學(xué)異常而導(dǎo)致身體運動耐力下降、腦發(fā)育延遲、肺動脈高壓、心臟擴大、心功能衰竭、艾森曼格綜合征、血栓栓塞、亞急性細(xì)菌性心內(nèi)膜炎、心律失常，甚至死亡[4-6]。心臟的形成過程十分復(fù)雜，涉及短時間內(nèi)細(xì)胞的精確遷移、分化和多種來源細(xì)胞的整合，其間的遺傳或環(huán)境因素所引起的任何紊亂都可導(dǎo)致先天性心臟病，遺傳率達(dá)55%～65%。高度的遺傳異質(zhì)性表明與心臟發(fā)育相關(guān)的分子之間存在密切的相互依存關(guān)系。而目前人們對于心臟發(fā)育相關(guān)的分子網(wǎng)絡(luò)卻知之甚少。因此先天性心臟病的分子遺傳學(xué)研究以及對先天性心臟病相關(guān)的易感基因預(yù)測研究是十分緊迫必要的。

蛋白質(zhì)是人體組成的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，我們?nèi)梭w的各項生物學(xué)事件均與蛋白質(zhì)有關(guān)。我們?nèi)梭w的各種生物學(xué)事件均由蛋白質(zhì)通過與基因、蛋白質(zhì)或其他小分子物質(zhì)相互作用形成的復(fù)雜的生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)而完成。如果人體內(nèi)運行正常的蛋白質(zhì)相互作用的機制出現(xiàn)異常，就可能會導(dǎo)致一系列嚴(yán)重的后果，人體功能無法正常運行[7]。由此可知，進(jìn)一步對蛋白質(zhì)相互作用形成的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實意義，能解決很多當(dāng)前醫(yī)學(xué)界面臨的難題。近年來，有許多研究者已經(jīng)開始重視蛋白質(zhì)相互作用的研究，相關(guān)的研究數(shù)據(jù)也更加豐富起來，我們可以利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫來研究各種生命活動現(xiàn)象。本文即通過蛋白質(zhì)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫對先天性心臟病的有關(guān)易感基因進(jìn)行預(yù)測分析。

在本次實驗中，實驗人員采用預(yù)測分析的方法對先天性心臟病相關(guān)易感基因進(jìn)行了研究，同時引入蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)，對多種因素進(jìn)行了較為全面的分析研究。重點對蛋白質(zhì)之間如何通過相互作用形成分子間調(diào)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究。最后研究人員對實驗過程及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了回顧性的整理，最后得出7個候選基因與先天性心臟病的發(fā)生有著十分緊密的聯(lián)系。從而我們可以得出結(jié)論，在對先天性心臟病進(jìn)行診斷、、治療、研究的時候，可以從相關(guān)易感基因著手，擴大研究范圍和視野，這樣有利于更深入地對先天性心臟病的發(fā)生進(jìn)行研究。對這7個易感基因與已知易感基因的相互網(wǎng)絡(luò)關(guān)系進(jìn)行更深入的探索研究可以更深層次的了解先天性心臟病產(chǎn)生的原因，有望為產(chǎn)前診斷及治療先天性心臟病提供一條新的可能途徑。

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