动脉粥样硬化患者外周血单核细胞差异表达基因分析及生物标志物筛选

作者：李戈锐; 陈泽; 闫志杰; 吕展; 李行; 雷倩; 王扬淦^*

来源：中华生物医学工程杂志, 2020, 26(06).

• 动脉粥样硬化
• 单核细胞
• 计算生物学
• 差异表达基因

目的研究及分析动脉粥样硬化患者外周血单核细胞差异表达基因, 筛选动脉粥样硬化潜在的分子标志物。方法通过GEO数据库获取GSE23746和GSE9820基因芯片数据集。GSE23746包含了76例就诊于华盛顿大学附属医院的颈动脉粥样硬化患者及19例对照者的单核细胞样本。GSE9820包含了18例就诊于荷兰阿姆斯特丹自由大学医学中心的重度病变的冠心病患者及13例对照者的单核细胞样本。分别筛选颈动脉粥样硬化患者及冠状动脉粥样硬化患者相对于对照组的差异表达基因, 并确定两个数据集的共同差异表达基因。然后对差异表达基因进行基因本体(GO)及京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析。再对差异表达基因进行蛋白相互作用网络(PPI)分析, 并选出关键基因。结果在颈动脉粥样硬化和冠状动脉粥样硬化患者的外周血单核细胞中分别筛选出16个和153个下调的差异表达基因。颈动脉粥样硬化的差异表达基因主要参与炎症反应、中性粒细胞趋化、免疫应答等生物过程;富集到的KEGG通路包括Toll样受体信号通路、NF-κB信号通路、NOD样受体信号通路。冠状动脉粥样硬化的差异表达基因主要参与的生物过程包括核小体装配、凝血、基因表达的调控;富集到的KEGG通路包括系统性红斑狼疮以及细胞因子趋化通路。通过构建PPI网络, 在颈动脉粥样硬化患者中识别出5个枢纽基因TNF、IL1B、趋化因子(C-X-C基序)配体8(CXCL8)、趋化因子(C-C基序)配体4(CCL4)、B细胞κ轻肽基因增强子核因子抑制因子(NFKBIA), 在冠状动脉粥样硬化患者中识别出5个枢纽基因(组蛋白HIST1H2AC、HIST1H2BJ、HIST1H2BH、HIST2H2AC、HIST2H2BE), 这些基因主要参与炎症反应及炎症信号分子的转录和表达。同时还筛选出两个数据集的共同差异表达基因早期生长反应基因1(EGR1)和趋化性细胞因子配体CCL3样蛋白1(CCL3L1)。结论基于GEO数据库的生物信息学分析, 动脉粥样硬化患者外周血单核细胞的炎症信号被抑制;共同差异表达基因EGR1和CCL3L1可作为潜在的生物标志物用于动脉粥样硬化的筛查。这为动脉粥样硬化的机制研究和临床诊疗提供新的思路。

• 单位
  武汉大学中南医院