Screening of key genes related to angiogenesis in rosacea based on bioinformatics analysis

SUN Lu; LI Xiang; WANG Jinqiu; ZHANG Lian; GU Hongzhi; CHEN Qin; GE Lan; ZHAI Zhifang

doi:10.16016/j.2097-0927.202502047

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Screening of key genes related to angiogenesis in rosacea based on bioinformatics analysis

Basic Medicine | 更新时间：2025-04-14

- Screening of key genes related to angiogenesis in rosacea based on bioinformatics analysis
- Journal of Army Medical University Vol. 47, Issue 7, Pages: 701-707(2025)
- 作者机构：
  
  陆军军医大学（第三军医大学）第一附属医院皮肤科，重庆
- 作者简介：
  
  GE Lan， E-mail： 43793340@qq.com；
  ZHAI Zhifang， E-mail： zhaizf1004@16.com
- 基金信息：
  
  Supported by the Joint Medical Research Project of Chongqing Science and Technology Commission and Chongqing Health Commission(2023MSXM078)
- DOI：10.16016/j.2097-0927.202502047
  CLC： R318.04;R394.3;R758.733
- Received：16 February 2025，
  
  Revised：03 March 2025，
  
  Published：15 April 2025
- 稿件说明：
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孙露,李想,王金秋,等.基于生信分析玫瑰痤疮毛细血管增生相关关键基因的筛选[J].陆军军医大学学报,2025,47(07):701-707.

SUN Lu,LI Xiang,WANG Jinqiu,et al.Screening of key genes related to angiogenesis in rosacea based on bioinformatics analysis[J].J Army Med Univ,2025,47(07):701-707.
孙露,李想,王金秋,等.基于生信分析玫瑰痤疮毛细血管增生相关关键基因的筛选[J].陆军军医大学学报,2025,47(07):701-707. DOI：10.16016/j.2097-0927.202502047.

SUN Lu,LI Xiang,WANG Jinqiu,et al.Screening of key genes related to angiogenesis in rosacea based on bioinformatics analysis[J].J Army Med Univ,2025,47(07):701-707. DOI：10.16016/j.2097-0927.202502047.

摘要

目的

利用生物信息学方法分析玫瑰痤疮（rosacea，RA）毛细血管增生相关差异表达基因，筛选关键基因并验证其在RA中的表达水平。

方法

从基因表达综合数据库（Gene Expression Omnibus，GEO）获取基因芯片数据集GSE65914，应用R语言分析得到与RA相关的差异表达基因，并与GeneCards数据库中的血管增生相关基因取交集，获得RA血管增生相关基因，进一步基于蛋白质-蛋白质相互作用（protein-protein interaction， PPI）网络分析及Cytoscape算法筛选关键基因。建立RA小鼠模型，通过RT-qPCR验证以上关键基因在RA皮损组织中的mRNA表达水平。

结果

从GEO中分析获得947个RA相关差异表达基因，进一步获得202个RA血管增生相关基因，最终筛选出具有显著差异的三个关键基因

CXCL8

、

IL-1B

、

STAT1

。RT-qPCR结果表明，

MIP-2

、

GCP-2

、

IL-1B

、

STAT1

在RA皮损中的mRNA表达水平显著高于正常对照（

0.05）。

结论

本研究通过生物信息学方法筛选并验证了RA血管增生的关键基因

CXCL8

、

IL-1B

和

STAT1

，为揭示RA血管增生可能机制及研究靶向治疗方案提供了理论依据。

Abstract

Objective‍　‍To investigate the differential expression genes (DEGs) related to angiogenesis in rosacea (RA) by utilizing bioinformatics analysis in order to screen the key genes and verify their mRNA expression levels. Methods‍　‍The gene microarray dataset GSE65914 was retrieved from the Gene Expression Omnibus (GEO) repository. Analyzed by R programming

the dataset was refined to identify DEGs related to RA

and then cross-referenced with angiogenesis-related genes from the GeneCards database to get a subset specific to RA angiogenesis. The process of identifying key genes was augmented by employing protein-protein interaction (PPI) network analysis and Cytoscape-based computational algorithms. The mRNA expression levels of the aforementioned pivotal genes were detected by real-time fluorescent quantitative reverse transcription PCR (RT-qPCR). Results‍　‍A total of 947 RA-associated DEGs were identified from GEO dataset

and then 202 genes related to RA angiogenesis were further delineated. PPI network analysis and Cytoscape algorithm finally identified 3 key genes

that is

CXCL8

IL-1B

and

STAT1

. The results of RT-qPCR showed that the mRNA expression levels of

MIP-2

GCP-2

IL-1B

and

STAT1

in RA lesions

were significantly higher than those in normal controls (

0.05). Conclusion‍　‍With aid of bioinformatics analysis

our study has screened and validated key genes associated with angiogenesis in RA

namely

CXCL8

IL-1B

and

STAT1

which providing a theoretical basis for elucidating the potential mechanisms underlying RA-induced angiogenesis and developing targeted therapeutic strategies.

关键词

Keywords

references

YANG J ， LIU X J ， CAO Y J ， et al . 5-Aminolevulinic acid photodynamic therapy versus minocycline for moderate-to-severe rosacea： a single-center， randomized， evaluator-blind controlled study ［J］. J Am Acad Dermatol ， 20 ， 89 （ 4 ）： 711 - 718 . DOI： 10.1016/j.jaad.20.06.027 http://dx.doi.org/10.1016/j.jaad.20.06.027 .

STEINHOFF M ， BUDDENKOTTE J ， AUBERT J ， et al . Clinical， cellular， and molecular aspects in the pathophysiology of rosacea ［J］. J Investig Dermatol Symp Proc ， 2011 ， 15 （ 1 ）： 2 - 11 . DOI： 10.1038/jidsymp.2011.7 http://dx.doi.org/10.1038/jidsymp.2011.7 .

ARONI K ， TSAGRONI E ， KAVANTZAS N ， et al . A study of the pathogenesis of rosacea： how angiogenesis and mast cells may participate in a complex multifactorial process ［J］. Arch Dermatol Res ， 2008 ， 300 （ 3 ）： 125 - 131 . DOI： 10.1007/s00403-007-0816-z http://dx.doi.org/10.1007/s00403-007-0816-z .

李凤杰，贾永琴，王延洲，等 . 转录组学测序揭示WNK2促进体外培养卵巢癌细胞ROS产生［J］. 陆军军医大学学报， 20 ， 45 （ 2 ）： 130 - 138 . DOI： 10.16016/j.2097-0927.202205141 http://dx.doi.org/10.16016/j.2097-0927.202205141 .

LI F J ， JIA Y Q ， WANG Y Z ， et al . Transcriptomic sequencing reveals that WNK2 promotes reactive oxygen species production in ovarian cancer cells ［J］. J Army Med Univ ， 20 ， 45 （ 2 ）： 130 - 138 . DOI： 10.16016/j.2097-0927.202205141 http://dx.doi.org/10.16016/j.2097-0927.202205141 .

BUHL T ， SULK M ， NOWAK P ， et al . Molecular and morphological characterization of inflammatory infiltrate in rosacea reveals activation of Th1/Th17 pathways ［J］. J Invest Dermatol ， 2015 ， 135 （ 9 ）： 2198 - 2208 . DOI： 10.1038/jid.2015.141 http://dx.doi.org/10.1038/jid.2015.141 .

YAMASAKI K ， DI NARDO A ， BARDAN A ， et al . Increased serine protease activity and cathelicidin promotes skin inflammation in rosacea ［J］. Nat Med ， 2007 ， 13 （ 8 ）： 975 - 980 . DOI： 10.1038/nm1616 http://dx.doi.org/10.1038/nm1616 .

VAN ZUUREN E J ， ARENTS B W M ， VAN DER LINDEN M M D ， et al . Rosacea： new concepts in classification and treatment ［J］. Am J Clin Dermatol ， 2021 ， 22 （ 4 ）： 457 - 465 . DOI： 10.1007/s40257-021-00595-7 http://dx.doi.org/10.1007/s40257-021-00595-7 .

SAURAT J H ， HALIOUA B ， BAISSAC C ， et al . Epidemiology of acne and rosacea： a worldwide global study ［J］. J Am Acad Dermatol ， 2024 ， 90 （ 5 ）： 1016 - 1018 . DOI： 10.1016/j.jaad.20.1.038 http://dx.doi.org/10.1016/j.jaad.20.1.038 .

TONG Y ， LUO W S ， GAO Y L ， et al . A randomized， controlled， split-face study of botulinum toxin and broadband light for the treatment of erythematotelangiectatic rosacea ［J］. Dermatol Ther ， 20 ， 35 （ 5 ）： e15395 . DOI： 10.1111/dth. 15395 http://dx.doi.org/10.1111/dth.15395 .

STEINHOFF M ， SCHMELZ M ， SCHAUBER J . Facial erythema of rosacea—aetiology， different pathophysiologies and treatment options ［J］. Acta Derm Venereol ， 2016 ， 96 （ 5 ）： 579 - 586 . DOI： 10.2340/00015555-2335 http://dx.doi.org/10.2340/00015555-2335 .

BATYCKA-BARAN A ， HATTINGER E ， MARCHENKOV A ， et al . Koebnerisin （S100A15）： a novel player in the pathogenesis of rosacea ［J］. J Am Acad Dermatol ， 2019 ， 80 （ 6 ）： 1753 - 1755 . DOI： 10.1016/j.jaad.2018.06.01 http://dx.doi.org/10.1016/j.jaad.2018.06.01 .

SPOENDLIN J ， VOEGEL J J ， JICK S S ， et al . Antihypertensive drugs and the risk of incident rosacea ［J］. Br J Dermatol ， 2014 ， 171 （ 1 ）： 130 - 136 . DOI： 10.1111/bjd.12838 http://dx.doi.org/10.1111/bjd.12838 .

KASSIR R ， KOLLURU A ， KASSIR M . Intense pulsed light for the treatment of rosacea and telangiectasias ［J］. J Cosmet Laser Ther ， 2011 ， 13 （ 5 ）： 216 - 222 . DOI： 10.3109/1476417.2011.613480 http://dx.doi.org/10.3109/1476417.2011.613480 .

LOLIS M S ， GOLDBERG D J . Radiofrequency in cosmetic dermatology： a review ［J］. Dermatol Surg ， 201 ， 38 （ 11 ）： 1765 - 1776 . DOI： 10.1111/j.1524-4725.201.02547.x http://dx.doi.org/10.1111/j.1524-4725.201.02547.x .

DE FILIPPO K ， HENDERSON R B ， LASCHINGER M ， et al . Neutrophil chemokines KC and macrophage-inflammatory protein-2 are newly synthesized by tissue macrophages using distinct TLR signaling pathways ［J］. J Immunol ， 2008 ， 180 （ 6 ）： 4308 - 4315 . DOI： 10.4049/jimmunol.180.6.4308 http://dx.doi.org/10.4049/jimmunol.180.6.4308 .

CAMBIER S ， GOUWY M ， PROOST P . The chemokines CXCL8 and CXCL12： molecular and functional properties， role in disease and efforts towards pharmacological intervention ［J］. Cell Mol Immunol ， 20 ， 20 （ 3 ）： 217 - 251 . DOI： 10.1038/s41423-023-00974-6 http://dx.doi.org/10.1038/s41423-023-00974-6 .

HA H ， DEBNATH B ， NEAMATI N . Role of the CXCL8-CXCR1/2 axis in cancer and inflammatory diseases ［J］. Theranostics ， 2017 ， 7 （ 6 ）： 1543 - 1588 . DOI： 10.7150/thno. 15625 http://dx.doi.org/10.7150/thno.15625 .

LIU Q ， LI A P ， TIAN Y J ， et al . The CXCL8-CXCR1/2 pathways in cancer ［J］. Cytokine Growth Factor Rev ， 2016 ， 31 ： 61 - 71 . DOI： 10.1016/j.cytogfr.2016.08.00 http://dx.doi.org/10.1016/j.cytogfr.2016.08.00 .

DINARELLO C A . Overview of the IL-1 family in innate inflammation and acquired immunity ［J］. Immunol Rev ， 2018 ， 281 （ 1 ）： 8 - 27 . DOI： 10.1111/imr.12621 http://dx.doi.org/10.1111/imr.12621 .

CAMPBELL M ， DOYLE S L ， OZAKI E ， et al . An overview of the involvement of interleukin-18 in degenerative retinopathies ［J］. Adv Exp Med Biol ， 2014 ， 801 ： 409 - 415 . DOI： 10.1007/978-1-4614-3209-8_5 http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4614-3209-8_5 .

ROSELL A ， ARAI K ， LOK J ， et al . Interleukin-1beta augments angiogenic responses of murine endothelial progenitor cells in vitro ［J］. J Cereb Blood Flow Metab ， 2009 ， 29 （ 5 ）： 933 - 94 . DOI： 10.1038/jcbfm.2009.17 http://dx.doi.org/10.1038/jcbfm.2009.17 .

BUCHS N ， DI GIOVINE F S ， SILVESTRI T ， et al . IL-1Β and IL-1Ra gene polymorphisms and disease severity in rheumatoid arthritis： interaction with their plasma levels ［J］. Genes Immun ， 2001 ， 2 （ 4 ）： 222 - 228 . DOI： 10.1038/sj.gene.6363766 http://dx.doi.org/10.1038/sj.gene.6363766 .

NAN Y C ， WU C Y ， ZHANG Y J . Interplay between Janus kinase/signal transducer and activator of transcription signaling activated by type I interferons and viral antagonism ［J］. Front Immunol ， 2017 ， 8 ： 1758 . DOI： 10.3389/fimmu. 2017.01758 http://dx.doi.org/10.3389/fimmu.2017.01758 .

KHODAREV N N ， ROIZMAN B ， WEICHSELBAUM R R . Molecular pathways： interferon/stat1 pathway： role in the tumor resistance to genotoxic stress and aggressive growth ［J］. Clin Cancer Res ， 201 ， 18 （ 11 ）： 3015 - 3021 . DOI： 10.1158/1078-04.CCR-11-3225 http://dx.doi.org/10.1158/1078-04.CCR-11-3225 .

TAKEDA A ， HAMANO S ， YAMANAKA A ， et al . Cutting edge： role of IL-27/WSX-1 signaling for induction of T-bet through activation of STAT1 during initial Th1 commitment ［J］. J Immunol ， 200 ， 170 （ 10 ）： 4886 - 4890 . DOI： 10.4049/jimmunol.170.10.4886 http://dx.doi.org/10.4049/jimmunol.170.10.4886 .

CHOU P H ， LUO C K ， WALI N ， et al . A chemical probe inhibitor targeting STAT1 restricts cancer stem cell traits and angiogenesis in colorectal cancer ［J］. J Biomed Sci ， 20 ， 29 （ 1 ）： 20 . DOI： 10.1186/s12929-022-00803-4 http://dx.doi.org/10.1186/s12929-022-00803-4 .

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