10.12114/j.issn.1007-9572.2022.0487
冠状动脉粥样硬化性心脏病患者心外膜脂肪组织的生物信息学研究
背景 心血管疾病(CVD)是常见病和多发病,患病率和死亡率呈快速上升趋势.动脉粥样硬化(AS)是缺血性CVD的病理基础,研究表明心外膜脂肪组织(EAT)通过分泌外泌体(EXO)和生物活性物质促进AS进展,但其作用机制仍需进一步研究.目的 通过生物信息学方法挖掘冠状动脉粥样硬化性心脏病(CAD)患者EAT中的关键基因,探讨免疫细胞浸润情况,联合CAD患者EXO间差异表达基因(DEGs)推测EAT来源EXO间DEGs并进行验证,从细胞及分子水平上探讨EAT在CAD疾病过程中的作用机制.方法 从基因表达综合数据库(GEO)中下载关于EAT的数据集GSE64554、GSE120774,根据临床信息将EAT的测序数据分为CAD组和健康对照组,使用R语言及相关软件包进行生物信息学分析.首先使用R语言筛选CAD组与健康对照组EAT间DEGs,并进行GO富集分析和KEGG通路富集分析,构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,评估所选基因的生物学功能及可能参与其调控的转录因子.构建GSE64554数据集中EAT的加权基因共表达网络(WGCNA),获取同CAD表型相关的基因模块,将所获EAT间DEGs与模块内hub基因取交集获得关键基因,采用Cibersort反卷积算法对EAT组织的免疫细胞浸润情况进行分析.通过exoRbase数据库获取CAD组与健康对照组血液EXO间DEGs,CAD组和健康对照组EAT间DEGs与EXO间DEGs取交集作为CAD的诊断、治疗标志物,收集临床样本通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对其进行验证.对所选基因进行GO/KEGG富集分析和Metascape富集分析.结果 共筛选出CAD组与健康对照组EAT间DEGs 1511个,其中表达上调的基因956个,表达下调的基因555个.通过对CAD表型相关的模块内枢纽基因与EAT间DEGs取交集获得EAT在CAD发生、发展中的关键基因DDX47、FEM1C、NOL11、SRP54、ABI1、PATL1、BNIP2、C1orf159、CHCHD4.免疫细胞浸润分析显示,CAD组EAT中幼稚CD4+T细胞表达丰度升高而静息树突细胞表达丰度减低(P<0.05).筛选获得CAD EXO间DEGs 1658个,其中表达上调的基因278个,表达下调的基因1380个,EAT间DEGs与EXO间DEGs取交集,共获得129个基因,选取表达丰度较高的BPI、BIRC5、CXCL12、RNASE1、F2R作为CAD患者潜在诊断、治疗标志物,经qRT-PCR验证结果显示,CAD组与健康对照组比较BPI、BIRC5、CXCL12和RNASE1的mRNA水平升高(P<0.05),F2RmRNA水平下降(P<0.05).GO/KEGG富集分析显示EAT间DEGs主要富集于细胞质基质、MHC蛋白复合物、RNA降解、抗原加工和呈递等,构建PPI网络,通过Cytoscape软件CytoHubba插件MCC算法获得连接度最高的基因RPS27A.Metascape富集分析显示DEGs主要富集于细胞对DNA损伤刺激反应、RNA代谢、调节细胞对压力的反应、适应性免疫系统等,TRRUST数据库预测CIITA转录因子可能参与了EAT间DEGs的调控.结论(1)EAT可能通过促炎和免疫途径参与CAD的发生和发展,DDX47、FEM1C、NOL11、SRP54、ABI1、PATL1、BNIP2、C1orf159、CHCHD4、RPS27A可能作为关键基因并发挥重要作用.(2)CAD患者EAT中幼稚CD4+T细胞表达丰度升高而静息树突细胞表达丰度减低.(3)BPI、BIRC5、CXCL12、RNASE1、F2R可能由EAT分泌并可作为CAD的诊断、治疗标志物.
冠心病、心外膜脂肪组织、外泌体、生物信息学分析、免疫浸润、关键基因、Hub基因
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R541.4;R-05(心脏、血管（循环系）疾病)
国家自然科学基金82070472
2023-02-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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