潰瘍性大腸炎の活動期の主要遺伝子と漢方治療薬のバイオインフォマティクス解析とシステマティックレビュー

[Bioinformatics analysis and systematic review of key genes and therapeutic traditional Chinese medicine of ulcerative colitis active stage].

• Na Wu
• Xiang-Kun Mao
• Zhi-Ping Wan
• Nan Yu
• Hua-Shan Li

抄録

活動期の潰瘍性大腸炎を含むGSE75214とGSE48959のデータをGEOデータベースからダウンロードした。スクリーニング基準である調整済みP<0.05、｜log_2 FC|≧1.5を用いて、活動期の潰瘍性大腸炎の差遺伝子を求めた。PPI解析はSTRINGデータベースで、GOおよびKEGG経路解析はDAVIDデータベースで行った。差分遺伝子の可視化にはCytoscapeを使用し、活性期の主要遺伝子を算出した。また、その遺伝子を解析するためにCoremine Medicalを使用し、漢方薬を用いた治療法を体系的に評価した。最後に、活性期の差異発現遺伝子139個をスクリーニングし、アップレギュレーションされた遺伝子109個とダウンレギュレーションされた遺伝子30個を含む。DAVIDは、これらの差動遺伝子の生物学的および経路が、主に炎症反応、免疫反応、ケモカイン活性、TNF経路、NF-κB経路、およびToll様受容体経路に集中していると分析した。Cytoscapeソフトウェアは、IL-6、CXCL8、IL-1β、MMP9、CXCL1、ICAM1、CXCL10、TIMP1、PTGS2、CXCL9が活動期のUCの主要遺伝子であると計算しています。Coremine Medicalの分析によると、活動期UCの伝統的な漢方薬には、Curcumae Longae Rhizoma、Scutellariae Radixが含まれており、Curcumae Radixには清熱湿潤、火照りを抑え、解毒作用があり、これは活動期UCの病態と一致しており、湿熱下痢の臨床治療によく用いられていた。そこで、スクテラリアエ・ラディックスを主薬とする黄琴煎じ薬を選定し、系統的な評価を行った。その評価の結果、Scutellariae Radixは、臨床効率の向上、炎症因子の低減、免疫グロブリン値の低下などの点で西洋医学よりも優れており、統計学的に有意な差があり、副作用も少ないことが示された。本研究は、活動期のUCの遺伝子とその作用機序を解析することで、UCの病態をさらに研究するための新たなアイデアを提供し、UC活動期の治療薬としての漢方薬の体系的評価は、漢方薬によるUCの臨床予防・治療の基礎を提供した。

Data GSE75214 and GSE48959 that contained ulcerative colitis(UC) in the active stage was download from GEO database. Differential genes of UC in the active phase were obtained by using adjusted P&lt;0.05 and |log_2 FC|≥1.5, which was the screening criteria. PPI analysis was performed in the STRING database, and GO and KEGG pathway analysis was performed in DAVID database. Cytoscape was used to visualize differential genes, and calculate key genes in the active phase. Coremine Medical was used to analyze and systematically evaluate traditional Chinese medicines for treating key genes. Finally, 139 differentially expressed genes in the active phase were screened out, which included the 109 up-regulated genes and 30 down-regulated genes. DAVID analyzed that the biology and pathways of these differential genes were mainly concentrated in inflammatory response, immune response, chemokine activity, TNF pathway, NF-κB pathway, and Toll-like receptor pathway. Cytoscape software calculated that IL-6, CXCL8, IL-1β, MMP9, CXCL1, ICAM1, CXCL10, TIMP1, PTGS2 and CXCL9 were the key genes of UC in the active phase. According to Coremine Medical analysis, traditional Chinese medicines for UC in the active stage included Curcumae Longae Rhizoma, Scutellariae Radix, Curcumae Radix had clearing heat clearing damp, reducing fire and detoxifying effects, which was in line with the pathogenesis of UC active stage, and was often used in clinical treatment of dampness-heat diarrhea. Therefore, Huangqin Decoction, which Scutellariae Radix was the principal drug, was selected for systematic evaluation. The evaluation showed that Scutellariae Radix was superior to Western medicine in terms of improving clinical efficiency, reducing inflammatory factors and immunoglobulin levels, with statistically significant differences and fewer adverse reactions. This study provided a new idea for further research on the pathogenesis of UC in the active phase by analyzing the genes and their mechanism of action, and the systematic evaluation of Chinese medicine for the treatment of UC active stage provided a basis for the clinical prevention and treatment of UC by Chinese medicine.