铁(iron)是人体必需的微量元素,存在于所有细胞中。除红细胞生成外,铁还参与各种生理和病理过程,例如氧气运输和储存、线粒体功能和免疫系统(Crielaard等,2017)。
铁缺乏(i
ron deficiency
)是一种常见的营养障碍(缺铁性贫血),影响全球约
1/3
的人(Stoltzfus等,2001)。铁缺乏将会影响细胞及组织的氧化还原功能,造成人体多方面的功能紊乱。
与正常细胞相比,许多肿瘤细胞依赖铁元素加速生长,因此更容易将铁元素耗尽,这种现象叫做iron
addiction
(铁上瘾)。研究表明肿瘤细胞能够通过调节转铁蛋白受体(trans
ferrin receptor
),铁转运蛋白(
ferroportin
)和铁蛋白(ferri
tin
)的表达增加细胞内铁水平(图1)。铁代谢相关基因的异常调控将促进肿瘤细胞增殖、侵袭和转移。铁积累,铁-催化的活性氧/氮和醛类能够造成D
NA
链断裂和肿瘤发生。铁也参与各种细胞死亡,特别是铁死亡(f
erroptosis
)。
图1.
肿瘤细胞中铁水平更高(入的多,出的少)
左侧:正常细胞中铁吸收基因Tf、T
fR1
、Tf
R2
低表达,铁外排基因F
PN
(ferroportin)和He
phaestin
高表达。
右侧:癌细胞中铁吸收基因高表达,铁外排基因低表达。
铁代谢(iron
metabolism
),包括铁的吸收(i
ntake)
、利用(utilize
)
和排出(
efflux)
,具有非常重要的意义。铁代谢相关研究也如火如荼,在pubmed中以“iron
metabolism
”为关键词搜索,有4万多篇文章。
那么,我们如何寻找铁代谢相关的基因呢?
方法1:查询是否有铁代谢数据库
一般我们通过搜索引擎查询,以关键词“iron
metabolism database
”查询发现目前还没有专门的铁代谢数据库。
方法
2
:Gene
cards
搜索
G
ene
cards
是一个非常全面的人类基因综合数据库,可以在上面查询到人类基因相关的“任何”信息,包括别名,疾病,药物,表达,功能,通路,抗体,细胞系,动物模型等等。该网站整理了来自近2
00
个相关数据库的信息,是小编经常使用的一个网站。因此,我们首先想到的就是用gene
cards
去搜索铁代谢相关基因。通过关键词“iron
metabolism
”检索,找到约8
20
个铁代谢相关基因,登陆后导出即可。
图2. G
ene
cards
检索结果
方法
3
:M
SigDB
(
GSEA
官网)
GSEA官网也提供了大量人们已经整理好的相关基因集。同样,登录后,以“i
ron AND metabolism
”进行搜索。获得约6个相关数据集,这6个是否都是,需要点开具体基因集链接仔细查看。同时可以使用iron为关键词进行更广泛的搜索。
图3. GSEA
检索结果
方法
4
:检索相关文献
通过文献检索数据库检索获得相关文献,仔细阅读文献,可以精准地找到铁代谢相关基因。
我们通过文献检索找了约
6
篇文章,其中3篇文章中比较明确地提供了铁代谢相关基因来源。在2
021
年9月份发表的文章《
Identification of Iron Metabolism-Related Genes as Prognostic Indicators for Lower-Grade Glioma
》中,作者通过G
SEA
网站查找了约1
6
个基因集,连同2篇文献,找到5
27
个铁代谢相关基因。
图
4
.
527个铁代谢相关基因来源
2
022
年7月份的文章《
Hub Genes, Diagnostic Model, and Predicted Drugs Related to Iron Metabolism in Alzheimer’s Disease
》中作者利用同样的方法,在G
SEA
网站查到了5
20
个铁代谢相关基因。
图5
.
520个铁代谢相关基因来源
而在2
022
年1
0
月份的文章《
Iron metabolism-related genes reveal predictive value of acute coronary syndrome
》中,作者同样利用G
SEA
网站查到了约5
0
个基因集,连同2篇文献,找到了1
239
个铁代谢相关基因。
图6
.
1239个铁代谢相关基因来源
我们通过重复这3篇文章的方法,发现文章《
Iron metabolism-related genes reveal predictive value of acute coronary syndrome
》的G
SEA
检索结果大概是直接使用iron作为关键词检索获得的5
1
个基因集,由于没有经过人工查看过滤,虽然基因个数最多,但是可靠性稍微差点。例如
EHRLICH_ICF_SYNDROM_DN
这个基因集,似乎就跟铁代谢无关。
同时我们也找到了另一篇文献《
Iron metabolism gene expression and prognostic features of hepatocellular carcinoma
》中的1
0
个铁代谢相关基因。
上述几种方法中,若能找到专门的数据库,则最好用数据库的基因,因为数据库是经过相关领域专家大量阅读文献后收集的。在没有专门数据库的情况下,可以考虑后续3种方法。
综合以上几篇文献,可以轻松获得铁代谢相关基因列表以进行后续研究,比如,利用T
CGA/GEO
数据库数据研究铁代谢相关基因在某某疾病中的诊断/预后价值。当然以上提到的所有文章全都是这个
模式
。
留个作业,如何找小鼠的铁代谢相关基因?
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