目的:在本次研究中,我们使用了从GEO(Gene Expression Omnibus,GEO)数据库中查找获得的膜性肾病(membranous nephropathy,MN)的基因表达微阵列数据集,然后应用生物信息学方法分析确定M2巨噬细marine sponge symbiotic fungus胞相关的关键基因,并对其诊断价值进行验证。最后,通过分析各关键基因的生物学功能,探索MN发病机制研究和诊治的新的思路。方法:从GEO数据库中下载微阵列数据集GSE104948和GSE108109,其中GSE108109作为验证数据集。使用R软件(4.1.1版本)中的limma软件包对MN组和正常对照组进行差异表达分析,利用在线数据库Metascape对上述获得的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)进行GO功能分析和KEGG信号通路分析。同时使用CIBERSORT算法对MN组和正常对照组进行免疫浸润分析,发现M2巨噬细胞在MN组和正常对照组之间显著不同。以M2巨噬细胞作为表型进行加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA),筛选M2巨噬细胞相关的枢纽(Hub)基因。使用Metascape对Hub基因进行富集分析,方法与上述差异表达基因的富集分析一致。差异表达基因和Hub基因取交集确定潜在关键基因,通过在数据集GSE108109中验证潜在关键基因的表达水平,确定关键基因。通过ROC曲线分析评估其诊断价值。最后,基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)用于探索这些关键基因所涉及的生物学功能。结果:通过limma软件包筛选出567个DEGs,其中297个上调基因,270个下调基因。通路和功能富集分析显示上调的差异表达基因主要与机体对外界刺激的反应以及免疫系统相获悉更多关,而下调差异表达基因主要与分子代谢相关。免疫细胞浸润分析表明与正常对照组相比,6种免疫细胞浸润水平显著差异表达,其中活化自然杀伤细胞和单核细胞在膜性肾病组中浸润水平较高,而M2巨噬细胞、活化树突状细胞、初始B细胞和中性粒细胞在MN样本中的浸润水平较低。以M2巨噬细胞作为WGCNA的表型,共筛选出38个Hub基因。GO功能分析显示,Hub基因主要富集于“小分子分解代谢过程、氧化还原酶活性、细胞对氧化应激的反应、细胞对化学应激的反应”等,KEGG富集分析显示Hub基因富集于“化学致癌-活性氧”信号通路。然后,差异表达基因和Hub基因取交集获得9个潜在关键基因。在数据集GSE108109中验证潜在关键基因的表达水平,最终得到6个关键基因:HLF、PPARGCSBE-β-CD纯度1A、ESRRG、HGD、KCNJ16和SULT1C2。通过ROC曲线分析评估其诊断价值,6个基因AUC值均大于0.85,具有较高的诊断价值。GSEA分析显示这些关键基因变化可以引起精氨酸和脯氨酸代谢,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,脂肪酸代谢,补体和凝血级联反应,过氧化物酶体,PPAR信号通路等通路上调。同时,这些关键基因也使抗原处理和呈递、FCγR介导的吞噬作用、自然杀伤细胞介导的细胞毒性等通路下调。结论:本研究表明PPARGC1A、ESRRG、KCNJ16、HLF、HGD和SULT1C2为MN中M2巨噬细胞相关的关键基因,这一发现可能为M2巨噬细胞对MN的影响提供了新的见解。