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(jì)，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(gè)基因的相互作用密切相關(guān)。所以，對(duì)生物基因功能進(jìn)行研究，破譯基因的生物學(xué)功能并對(duì)其加以利用對(duì)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(duì)針對(duì)多種基因相互作用的影響進(jìn)行研究，采用預(yù)測(cè)性分析的方法對(duì)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(duì)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(gè)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(duì)人類蛋白質(zhì)相互作用數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，獲得9817個(gè)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(duì)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(jì)，重點(diǎn)對(duì)“種子基因”以及對(duì)其產(chǎn)生重要影響的鄰近基因進(jìn)行研究和分析。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)這些基因所占的比例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。同時(shí)，研究人員還將具有蛋白質(zhì)相互作用信息的基因與對(duì)其產(chǎn)生直接影響的基因進(jìn)行比例上的比較。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與整理之后，研究人員根據(jù)真實(shí)數(shù)據(jù)對(duì)“種子基因”臨近結(jié)點(diǎn)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(duì)已經(jīng)確認(rèn)為易感基因的對(duì)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(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)人員以疾病致病基因間的生物學(xué)功能為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)研究對(duì)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(cè)先天性心臟病相關(guān)易感基因。

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

2 結(jié) 果

實(shí)驗(yàn)人員通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，共得出28個(gè)先天性心臟病相關(guān)易感基因。其中的24個(gè)是與其對(duì)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(gè)。這些基因共同作用，形成了一個(gè)蛋白質(zhì)相互作用的網(wǎng)絡(luò)。其中，這24個(gè)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(shí)驗(yàn)研究人員在進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集分析時(shí)，主要是采用文獻(xiàn)挖掘工具Chilibot對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜索的方法。在其過程中，主要是對(duì)7個(gè)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(gè)與疾病相關(guān)易感基因中有2個(gè)基因（MAPK1、MAPK3）是和先天性心臟病的發(fā)生有關(guān)的，還有1個(gè)基因（EHMT1）與先天性心臟缺損有較大關(guān)聯(lián)，剩余4個(gè)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(dòng)力學(xué)異常而導(dǎo)致身體運(yùn)動(dòng)耐力下降、腦發(fā)育延遲、肺動(dòng)脈高壓、心臟擴(kuò)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(shí)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(duì)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(duì)先天性心臟病相關(guān)的易感基因預(yù)測(cè)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(xiàng)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(yùn)行正常的蛋白質(zhì)相互作用的機(jī)制出現(xiàn)異常，就可能會(huì)導(dǎo)致一系列嚴(yán)重的后果，人體功能無法正常運(yùn)行[7]。由此可知，進(jìn)一步對(duì)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(shí)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(dòng)現(xiàn)象。本文即通過蛋白質(zhì)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫對(duì)先天性心臟病的有關(guān)易感基因進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。

在本次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)人員采用預(yù)測(cè)分析的方法對(duì)先天性心臟病相關(guān)易感基因進(jìn)行了研究，同時(shí)引入蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡(luò)，對(duì)多種因素進(jìn)行了較為全面的分析研究。重點(diǎn)對(duì)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(duì)實(shí)驗(yàn)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(gè)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(duì)先天性心臟病進(jìn)行診斷、、治療、研究的時(shí)候，可以從相關(guān)易感基因著手，擴(kuò)大研究范圍和視野，這樣有利于更深入地對(duì)先天性心臟病的發(fā)生進(jìn)行研究。對(duì)這7個(gè)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。

[1] Sadowski SL.Congenital cardiac disease in the newborinfant: pa st,present,andfuture[J].Crit Car Nurs Clin NorthAm,2009,21(1):37-48.

[2] Yuan S,Zaidi S,Bmeckner M.Congenital heart disease:merging tllemes linking genetics and development[J].Curt Opin Genet Dev,2013,23(3):352-359.

[3] Van der Linde D,Konings EEM,Slager MA,et a1.Birth prevalence of congenitalheart disease worldwide:a systematic review and metaanalyms[J].J Am Coil Cardiol,2011,58(21):2241-2247.

[4] Sedghi M,Nouri N,Abdali H,et al.A case report of 22q11 deletion syndrome confirmed by array-CGH method[J].J Res Med Sci,2012,17(3):310-312.

[5] Maynard TM,Gopalakrishna D,Meechan DW,et al.22q11 Gene dosage establishes an adaptive range for sonic hedgehog and retinoic acid signaling during early development[J].Human Molecular Genetics,2013,22(2):300-312.

[6] Nevis K,Obregon P,Walsh C,et al.Tbx1 is required for second heart field proliferation in zebrafish[J].Dev Dyn,2013,242(5):550-559.

[7] Sahiner UM,Alanay Y,Alehan D,et al.Methylene tetrahydrofolate reductase polymorphisms and homocysteine level in heart defects[J].Pediatr Int,2014,56:167-172.