目的：　　本研究旨在应用生物信息学的技术手段研究七氟烷和异丙酚麻醉对OPCABG患者的心肌保护机制。从而从基因水平上理解七氟烷和异丙酚心血管保护的机制。　　方法：　　从ArrayExpress数据库获得OPCABG患者应用七氟烷或异丙酚的前后基因表达谱，并分别鉴定应用七氟烷或异丙酚前后的差异表达基因(Differentially Expressed Genes，DEGs)。利用《京都百科全书》基因和基因组数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes database，KEGG)对差异表达基因进行通路分析。通过加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis，WGCNA)构建一个共表达网络，并挖掘与通路相关的模块。通过对联合表达网络拓扑中心的分析，确定了重要的通路相关模块，通过系统分析共表达网络的通路相关模块，进一步了解在OPCABG中七氟烷和异丙酚对冠心病患者心肌保护的潜在作用机制。　　1.基因表达谱的收集和预处理　　从ArrayExpress数据库(http://www.(eb)i.ac.uk/arrayexpress/)获得基因表达谱的资料E-GEOD-4386。E-GEOD-4386存在于人类基因组U133Plus2.0平台的A-AFFY-44-Affymetrix基因芯片上。这些数据来自于接受过OPCABG的病人，他们分别应用七氟烷或异丙酚进行麻醉维持。通过用药前后将样本分别分成两组:基线七氟烷(n=10)-七氟烷(n=10)和基线异丙酚(n=10)-异丙酚(n=10)，下载微阵列数据和注释文件用于进一步分析。　　通过使用微阵列套件5.0(MAS5.0)软件(Affymetrix，Inc.，Santa Clara，CA，USA)来确定背景校正的信号强度。利用robust的多片平均法和基于量子化的算法来标准化从ArrayExpress数据库中得到的数据集，基因表达值被转化至可比较的水平。使用了gene-filter包（基因过滤包）来筛选数据，每个探针对应一个基因，如果该探针不匹配任何基因就会被丢弃。此外，如果该基因有多个探针，则以探针表达的平均数值作为该基因表达值。　　2.差异表达基因的识别　　应用经验贝叶斯方法（LIMMA包中的topTable函数）筛选差异表达基因。此外，还利用假发现率对p值进行校对。选取[log Fold Change(FC)]＞2.0和P＜0.01作为截止标准。　　3.差异表达基因富集分析功能　　应用KEGG数据库来研究DEGs的富集分析，从而找到两组OPCABG患者在七氟烷或异丙酚麻醉之前和之后DEGs的生化途径。应用注释、可视化和综合探索数据库(Database for Annotation，Visualization and Integrated Discovery,DAVID)来进行KEGG通路富集分析，P＜0.05，基因计数＞5作为有统计学意义的标准。　　4.共表达网络分析和建设　　应用基因共表达网络描述基因转录之间的成对关系，促进对其功能的理解，帮助识别他们的关键作用基因。应用WGCNA进行分析转录谱，对不典型基因功能注释的信息处理。应用变异系数(CV=μ/σ)滤波用来去除基本表达的基因以及在实验条件下未表达的或仅略有改变的基因。选择0.6作为的CV截止值来筛选基因共表达的交互作用。使用Cytoscape版本3.1.0构建共表达网络。同时，将每个节点的表达值映射到共表达网络，其中不同的颜色表示节点不同的表达值。　　5.通路相关的模块挖掘和拓扑分析　　将两组各重要通路的基因提取并映射到共表达网络。网络中的通路基因及其邻近基因被捕获，形成子网络，即通路相关模块。用模块拓扑分析（对应模块中基因的平均中心度）进行评估重要的通路相关模块。　　结果：　　1.识别DEGs　　经过预处理后，在七氟烷组中得到269个DEGs，异丙酚组共得到129个DEGs。　　2.DEGs的KEGG通路分析　　在七氟烷组得到了8条重要通路:NOD样受体信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用通路、补体和凝血级联通路、膀胱癌通路、MAPK信号通路、P53信号通路、趋化因子信号通路、JAK-STAT信号通路。　　在异丙酚组中得到了的7条重要通路:NOD样受体信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用通路、MAPK信号通路、P53信号通路、膀胱癌通路、幽门螺旋杆菌感染上皮细胞信号通路、补体和凝血级联通路。　　两组均富含NOD-样受体信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用、补体和凝血级联通路、MAPK信号通路以及p53信号通路。　　而趋化因子信号通路和JAK-STAT信号通路仅在七氟烷组富集，幽门螺旋杆菌感染上皮细胞信号通路仅在异丙酚组富集。　　3.共表达网络结构和拓扑分析　　在七氟烷组得到813个差异表达基因的共表达交流，而在异丙酚组得到个1216个差异表达基因的共表达交流。　　七氟烷组和异丙酚组分别获得1个带有表达值共表达网络，网络中所有的通路基因都是上调的。其中IL-6、IL-8基因表达在2组中上调最明显。在七氟烷组，IL-6基因的差异倍数为10.16，IL-8基因的差异倍数为8.17。在异丙酚组IL-6基因的差异倍数为9.47，IL-8基因的差异倍数为8.50。　　SERTAD1基因的度中心性值为173，位于七氟烷组DEGs的共表达网络的中心。SOCS3基因的度中心性值为114，位于异丙酚组DEGs的共表达网络的中心。　　4.通路相关模块的探索和拓扑分析　　在七氟烷组获得8个通路相关模块，在异丙酚组获得7个通路相关模块。在两组中补体与凝血级联通路、p53信号通路、NOD-样信号通路以及细胞因子-细胞因子受体相互作用通路模块节点的平均度中心性值均为＞20。此外，在两组中补体与凝血级联通路相关模块节点的平均度中心性值最高，在七氟烷组中，其平均度中心性值为56.67，而在异丙酚组其平均度中心性值为71.88。然而，趋化因子信号通路相关模块仅存在于七氟烷组中，其节点的平均度中心性值为36.92。而幽门螺旋杆菌感染上皮细胞信号通路相关模块仅存在于异丙酚组，其节点的平均度中心性值为35.98。　　通过对与通路相关模块中基因的频率进行分析，发现在两组中有多个基因在多个模块中呈现。在七氟烷组中，基因IL8、CXCL2、CCL2、IL6、IL1B、CCl1、CCL11和MYC的频率为＞3;在异丙酚组中，基因IL8和CXCL1的频率为＞3。另外，七氟烷组的趋化因子信号通路模块中富含CXCL2、CCL2、CXCL1、CCL11等基因，而异丙酚组的幽门螺旋杆菌感染上皮细胞信号通路相关模块中富含CXCL1基因。　　结论：　　1.OPCABG期间，尽管去除了体外循环的影响，机体仍然激活了补体和凝血级联通路、p53信号通路、NOD-样信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用通路、MAPK信号通路等炎症信号通路。OPCABG患者的心肌损伤可能是通过补体和凝血级联通路和细胞因子-细胞因子受体相互作用通路介导的。IL-6和IL-8可能是与OPCABG的炎症反应和心肌缺血相关的重要基因。　　2.七氟烷可能通过趋化因子信号通路中IL8、CXCL1、CCL2和MYC基因对OPCABG患者术后血管生成方面提供保护。并通过SERTADI基因抑制细胞凋亡在OPCABG中发挥心肌保护作用。　　3.异丙酚可能通过阻断趋化因子通路和JAK-STAT信号通路在OPCABG中为患者提供心肌保护。异丙酚对JAK-STAT信号通路的阻断可能与SOCS3基因有关。同时可能通过幽门螺旋杆菌感染上皮细胞信号通路介导术后应激性溃疡的发生。