Биоинформационный анализ биологических путей при ишемической болезни сердца и болезни Альцгеймера

Abstract

Цель исследования - провести анализ обогащения биологических путей при болезни Альцгеймера и ишемической болезни сердца (ИБС) с помощью биоинформационных инструментов. Гены предрасположенности к ИБС и гены предрасположенности к болезни Альцгеймера извлечены из публичной базы данных DisGeNET (база данных ассоциаций генов и заболеваний). Анализ обогащения биологических путей проведен в плагине ClueGO Cytoscape version 3.6.0 при помощи гипергеометрического теста с использованием баз данных KEGG и REACTOME. Выявленные гены предрасположенности к болезни Альцгеймера и ИБС включены в 69 общих сигнальных путей, объединенных в следующие подгруппы: сигнальные пути, участвующие в гибели клеток (1); сигнальные пути, вовлеченные в процессы иммунной системы (2); сигнальные пути, ответственные за метаболизм жирных кислот (3); сигнальные пути, принимающие участие в функционировании нервной системы (4), сердечно-сосудистой системы (5), эндокринной системы (6). В результате проведенного анализа выявлены возможные общие процессы, в которые вовлечены генетические факторы и их продукты при ишемической болезни сердца и болезни Альцгеймера. В частности, предполагается, что гены предрасположенности, участвующие в реализации данных путей, регулируют процессы апоптоза, наработки воспалительных цитокинов и хемокинов, метаболизма липидов, формирования Р-амилоида, ангиогенеза.

Aim. Using bioinformatic tools, to perform a pathway enrichment analysis in Alzheimer’s disease and coronary heart disease (CHD). Materials and methods. Genes contributing to susceptibility to CHD and Alzheimer’s disease were obtained from the public database DisGeNET (Database of Gene - Disease Associations). A pathway enrichment analysis was performed in the ClueGO Cytoscape plug-in (version 3.6.0) using hypergeometric distribution and the KEGG and Reactome databases. Results. The identified genes contributing to susceptibility to Alzheimer’s disease and CHD are included in 69 common signaling pathways, grouped into the following subgroups: cell death signaling pathways (I): signaling pathways regulating immune responses (2): signaling pathways responsible for fatty acid metabolism (3): signaling pathways involved in the functioning of the nervous system (4), cardiovascular system (5), and endocrine system (6). Conclusion. Following the performed analysis, we identified possible associations between processes involving genetic factors and their products in CHD and Alzheimer’s disease. In particular, we assumed that susceptibility genes involved in the implementation of these pathways regulate apoptosis, production of inflammatory cytokines and chemokines, lipid metabolism, P-amyloid formation, and angiogenesis.