背景:狼疮性肾炎（Lupus nephritis,LN）是继发于系统性红斑狼疮（Systemic lupus erythematosus,SLE）的一种炎性肾脏病,是导致SLE患者死亡的主要原因之一。目前LN的治疗和预后依旧不容乐观,加强其病理机制的研究,寻找新的治疗方法以提高LN患者的生存率已经迫在眉睫。近些年来,分子生物学和信息技术的结合催生了生物信息学这一新的学科,帮助人们在基因水平上重新定义疾病。尽管LN的病因仍不确定,但已有研究提示LN的发病与基因组和表观基因组机制密切相关。目前LN中的各种基因表达谱及其调控机制仍有待阐明。目的:本研究利用生物信息学分析与体外细胞实验相结合方法,旨在探讨以下问题:1.探索LN患者肾小球与肾小管间质中关键的病理生理学变化。2.寻找具有临床应用前景的LN治疗药物。方法:1.数据处理:从Gene Expression Omnibus（GEO）数据库中下载LN肾组织基因表达谱GSE32591,经相应平台注释后得到基因矩阵,用于后续分析。2.差异基因分析:使用R软件“limma”包对LN组与对照组基因表达谱进行差异基因分析,以|log2（foldchange）|≥1且P≤0.05定义差异基因。3.加权基因共表达网络分析:基于无尺度网络模型构建原理,利用R软件“WGCNA”包构建加权共表达网络以获取肾小球与肾小管间质中与LN明显相关的基因共表达模块。4.基因功能富集分析:基于超几何分布原理,利用DAVID网站对共表达模块中的差异基因进行功能富集分析,探讨肾小球与肾小管间质中关键的病理学变化。5.分子交互分析:利用各模块中差异基因表达谱进行主成分分析,Pearson相关性分析计算各模块间第一主成分间相关性;构建各模块间蛋白-蛋白互作网络,鉴定关键的交互基因。6.免疫浸润分析:基于线性支持向量回归分析原理,利用CIBERSOFT算法评估LN肾组织中肾小球与肾小管间质中免疫细胞浸润比例,分析差异免疫细胞浸润比例与干扰素诱导基因之间的相关性。7.CMap分析:将LN内差异表达基因上传至Connectivity Map（CMap）数据库进行比对,以寻找潜在的LN相关小分子化合物。8.体外实验:培养人肾脏细胞（293T）细胞,构建IFNα诱导模型,使用不同浓度的小分子化合物处理细胞,利用qRT-PCR检测下游干扰素诱导基因的变化,验证该化合物疗效。9.分子对接:利用Swissdock软件将候选小分子化合物与其潜在的靶蛋白的三维结构进行分子对接,判断该化合物是否与目标蛋白存在靶向关联。结果:1.肾组织基因表达谱:共鉴定出420个差异基因,其中肾小球中361个,肾小管间质中130个。WGCNA显示在肾小球中的“棕色”和“黑色”两个基因模块与LN呈正相关,“红色”、“黄色”和“蓝色”三个基因模块与LN呈负相关。而在肾小管间质中“黑色”模块与LN正相关,“红色”模块与LN负相关。2.基因功能富集分析:在LN肾小球及肾小管间质中,Ⅰ型干扰素相关通路被显著激活,而某些生化反应、代谢途径、离子交换及对激素反应等功能则受到损害。3.肾小球与肾小管间质基因转录相互影响:分子交互分析表明肾小球与肾小管间质中各个模块之间存在高度相关性;模块间的PPI网络表明IRF7,HLA-DRA,ISG15,PSMB8及IFITM3等交互基因可能在这些模块之间扮演着桥梁的作用。4.肾组织中免疫细胞浸润谱:CIBERSOFT分析显示肾小球中单核细胞浸润明显增加,肾小管间质中巨噬细胞浸润明显增加,并且均与干扰素诱导基因表达量明显相关。5.与LN相关小分子化合物:CMap分析表明原海葱甙A（PSD-A）为富集分数最低（Enrichment=-0.983,P＜0.001）的小分子化合物,提示PSD-A可能通过抑制Ⅰ型干扰素对LN有治疗作用。6.体外细胞实验验证:使用不同浓度的PSD-A处理细胞,25nm时可以显著抑制干扰素诱导基因的表达。7.分子对接:Swissdock软件显示PSD-A可与Ⅰ型干扰素通路中关键蛋白STAT1结合,在其SH2结构域形成4个氢键,提示其可能通过抑制STAT1磷酸化来抑制Ⅰ型干扰素通路。结论:1.在LN肾组织中Ⅰ型干扰素反应被高度激活,同时物质代谢,离子交换等生化反应受到损害;肾小球与肾小管间质基因转录可相互影响,IRF7 HLA-DRA,ISG15,PSMB8及IFITM3等基因在这一过程中发挥重要作用;单核细胞和巨噬细胞浸润比例分别在肾小球和肾小管间质中明显增加,可能与高度激活的Ⅰ型干扰素反应有关。2.PSD-A可抑制Ⅰ型干扰素反应,对LN具备潜在治疗作用。