动脉粥样硬化患者血液转录组中关键基因的筛选

[目的]基于血液转录组学探讨动脉粥样硬化患者血液转录组中的关键基因。[方法]从GEO数据库中选取三个数据集GSE12288、GSE27034和GSE90074,进行合并和归一化处理,分析动脉粥样硬化患者和对照者外周血样本之间的差异基因,对差异表达基因进行富集分析,然后对所有基因进行加权基因共表达网络分析,利用差异表达基因构建蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,利用CytoHubba基于共表达网络和PPI网络筛选关键基因。通过RT-qPCR检测关键基因的表达。[结果]在动脉粥样硬化患者和对照者之间鉴定出74个下调基因和145个上调基因,通过GO和KEGG富集分析发现其主要在中性粒细胞活化、粒细胞活化、细胞因子-细胞因子受体相互作用和趋化因子信号通路等方面显著富集。此外,还鉴定出共表达网络中的前10个基因和PPI网络中的前20个基因,其中PRF1、NKG7、GZMB和CCL5在PPI网络和共表达网络中具有较高的核心地位。RT-qPCR结果显示,与非冠状动脉动脉粥样硬化者相比,冠状动脉粥样硬化患者外周静脉血外周血单个核细胞(PBMC)中PRF1和GZMB的mRNA表达水平显著降低(P<0.05),而NKG7和CCL5的mRNA表达水平显著升高(P<0.05)。[结论]PRF1、GZMB、NKG7和CCL5可能是动脉粥样硬化患者血液转录组中的关键基因,有望成为诊断和治疗动脉粥样硬化的潜在生物学标志。

NFATc1对糖尿病动脉粥样硬化ApoE^(-/-)小鼠肠道菌群的影响

目的:探究活化T细胞核因子胞浆1型(nuclear factor of activated T-cells,cytoplasmic 1,NFATc1)对糖尿病动脉粥样硬化ApoE^(-/-)小鼠肠道菌群的影响。方法:通过链脲佐菌素诱导ApoE^(-/-)小鼠,构建糖尿病动脉粥样硬化小鼠模型,尾静脉注射腺相关病毒干扰体内NFATc1的表达。8周后处死小鼠,取其主动脉组织进行蛋白质印迹,验证NFATc1在主动脉中的敲减情况;通过HE染色分析主动脉粥样硬化斑块的相对面积。收集小鼠粪便,进行Illumina MiSeq测序,通过生物信息学分析小鼠肠道菌群纲水平的变化。结果:成功构建糖尿病动脉粥样硬化小鼠模型,尾静脉注射NFATc1敲减腺相关病毒后,其主动脉内NFATc1表达显著减少(P<0.05)。HE染色显示主动脉有明显的粥样斑块形成,相较于阴性对照组,干扰NFATc1表达后斑块相对面积显著减小(P<0.05)。16S rRNA基因测序结果显示,敲减NFATc1小鼠肠道内产芽胞菌纲的相对丰度(78.82%)较阴性对照组小鼠(32.93%)明显升高(W值=2)。结论:NFATc1可改变糖尿病动脉粥样硬化ApoE^(-/-)小鼠肠道菌群的相对丰度。

基于单细胞转录组鉴定动脉粥样硬化自身免疫表征

[目的]基于单细胞转录组生物信息学方法探讨动脉粥样硬化免疫微环境特征,挖掘免疫炎症与动脉粥样硬化之间潜在的联系。[方法]从GEO数据库中提取单细胞转录组数据集GSE159677,可视化分析颈动脉粥样硬化斑块区及其近心端毗邻非斑块区细胞组成成分,利用CellChat整合细胞间通讯网络,分析细胞间交互作用差异,识别动脉粥样硬化斑块免疫炎症信号通路差异,探索动脉粥样硬化免疫微环境中细胞间受体-配体特异性变化通路。[结果]本研究从单细胞测序的视角分析了动脉粥样硬化斑块内的细胞构成和细胞通讯。研究发现,在动脉粥样硬化斑块的细胞构成中内皮细胞和平滑肌细胞减少,而T细胞、单核细胞、巨噬细胞及软骨细胞明显增加。通过细胞通讯分析,发现树突状细胞、单核细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞与内皮细胞间的通讯作用及部分细胞与单核细胞间的通讯作用均有显著的改变,相关信号通路包括CXCL家族与ACRK1、CCL家族与ACRK1、MIF与CD74等配体-受体互作。MIF、ANXA1、YNF、RETN、LGASL9等对单核细胞以及NAMPT、CCL2、TNFSF12对内皮细胞的通讯改变在免疫炎症反应调控动脉粥样硬化机制中起着关键作用。[结论]免疫炎症微环境在动脉粥样硬化斑块形成过程中发挥了重要调控作用。

生物信息学分析钙化斑块中衰老诱导基因

血管钙化是引起心血管疾病发生的重要病理生理基础,但其机制尚不十分清楚。近些年研究表明,衰老是血管钙化重要诱因之一,参与血管钙化形成和发展。本文旨在研究血管钙化的细胞亚群微环境特征,识别与钙化斑块密切相关的衰老诱导基因(aging/senescence-induced genes,ASIGs),探索血管钙化各细胞亚群演化轨迹。基于生物信息学方法对来源于3例接受颈动脉内膜剥脱术患者的颈动脉样本单细胞转录组测序数据集(Gene Expression Omnibus数据库:GSE159677)进行细胞分群及注释,利用ASIGs数据集识别出血管钙化相关衰老基因,通过Monocle 3进行拟时序分析ASIGs在细胞亚群中的拟时间趋势,揭示参与血管钙化细胞的演变轨迹。数据集经质量控制后,所有细胞被划分为8个细胞类型,包括B细胞、T细胞、平滑肌细胞、巨噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞、肥大细胞、祖细胞。通过ASIGs数据集,筛选出与血管钙化相关的10个ASIGs,分别编码补体C1qA(complement C1qA,C1QA)、超氧化物歧化酶3(superoxide dismutase 3,SOD3)、溶菌酶(lysozyme,LYZ)、胰岛素样生长因子结合蛋白7(insulin-like growth factor binding protein-7,IGFBP7)、补体C1qB(complement C1qB,C1QB)、补体C1qC(complement C1qC,C1QC)、血管性血友病因子(von Willebrand factor,vWF)、小窝蛋白1(Caveolin 1,CAV1)、丛生蛋白(clusterin,CLU)、αB-晶状体蛋白(αB-crystallin,CRYAB)。拟时序分析发现各细胞类型均参与血管钙化进展,同时这些ASIGs可能在细胞演变过程中起着重要作用。综上,AGIS在血管钙化进展中发挥重要作用,其高表达基因可能为血管钙化的早期诊断与治疗提供思路。