中国全科医学 ›› 2023, Vol. 26 ›› Issue (08): 939-950.DOI: 10.12114/j.issn.1007-9572.2022.0487
柴晏1, 赵玉青2, 郭旭男1, 王东英1, 边云飞3,*()
收稿日期:
2022-07-06
修回日期:
2022-08-28
出版日期:
2023-03-15
发布日期:
2022-11-30
通讯作者:
边云飞
基金资助:
CHAI Yan1, ZHAO Yuqing2, GUO Xunan1, WANG Dongying1, BIAN Yunfei3,*()
Received:
2022-07-06
Revised:
2022-08-28
Published:
2023-03-15
Online:
2022-11-30
Contact:
BIAN Yunfei
摘要: 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 1 511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 1 658个,其中表达上调的基因278个,表达下调的基因1 380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。
引物名称 | 引物序列 | 产物长度(bp) | 退火温度(℃) |
---|---|---|---|
H-BPI-S | GAATCAACTATGGTCTGGTGGCA | 106 | 60.62 |
H-BPI-A | AAGGGAGGTGGATTGTGGTG | ||
H-BIRC5-S | CGCATCTCTACATTCAAGAACTGG | 182 | 59.73 |
H-BIRC5-A | GGTTTCCTTTGCATGGGGT | ||
H-CXCL12-S | TGAGCTACAGATGCCCATGC | 137 | 60.18 |
H-CXCL12-A | GCACACTTGTCTGTTGTTGTTCTTC | ||
H-RNASE1-S | GCTCCTTCTGCTTGTCCTGAT | 149 | 60.07 |
H-RNASE1-A | TCATCATTTGGTTACAGTAGGTGGA | ||
H-F2R-S | CAGTGATTGGCAGTTTGGGTCT | 270 | 61.08 |
H-F2R-A | TGACAGGTAGTGATGTTGAGCCC | ||
H-ACTIN-S | CACCCAGCACAATGAAGATCAAGT | 317 | 61.60 |
H-ACTIN-A | CCAGTTTTTAAATCCTGAGTCAAGC |
表1 PCR引物
Table 1 Primer sequences for qRT-PCR
引物名称 | 引物序列 | 产物长度(bp) | 退火温度(℃) |
---|---|---|---|
H-BPI-S | GAATCAACTATGGTCTGGTGGCA | 106 | 60.62 |
H-BPI-A | AAGGGAGGTGGATTGTGGTG | ||
H-BIRC5-S | CGCATCTCTACATTCAAGAACTGG | 182 | 59.73 |
H-BIRC5-A | GGTTTCCTTTGCATGGGGT | ||
H-CXCL12-S | TGAGCTACAGATGCCCATGC | 137 | 60.18 |
H-CXCL12-A | GCACACTTGTCTGTTGTTGTTCTTC | ||
H-RNASE1-S | GCTCCTTCTGCTTGTCCTGAT | 149 | 60.07 |
H-RNASE1-A | TCATCATTTGGTTACAGTAGGTGGA | ||
H-F2R-S | CAGTGATTGGCAGTTTGGGTCT | 270 | 61.08 |
H-F2R-A | TGACAGGTAGTGATGTTGAGCCC | ||
H-ACTIN-S | CACCCAGCACAATGAAGATCAAGT | 317 | 61.60 |
H-ACTIN-A | CCAGTTTTTAAATCCTGAGTCAAGC |
图1 CAD组与健康对照组EAT间DEGs火山图
Figure 1 Volcano plot of differentially expressed genes in epicardial adipose tissue between CAD group and healthy control group
图2 CAD组与健康对照组EAT间DEGs热图注:CAD=冠状动脉粥样硬化性心脏病
Figure 2 Heatmap of differentially expressed genes in epicardial adipose tissue between CAD group and healthy control group
图5 EAT间DEGs的PPI网络与关键基因注:A为EAT间DEGs的PPI网络图,B为EAT间DEGs的关键基因图
Figure 5 Differentially expressed genes in epicardial adipose tissue and the key genes identified in the PPI network
图7 EAT间DEGs的TRRUST数据库预测转录因子
Figure 7 TRRUST database-based analysis of differentially expressed genes in epicardial adipose tissue to predict transcription factors
图12 GSE64554数据集EAT组织免疫细胞浸润柱状图
Figure 12 Bar graph of immune cell infiltration in epicardial adipose tissue between CAD patients and controls included in dataset GSE64554
图13 GSE64554数据集EAT组织免疫细胞浸润小提琴图注:红色为CAD组,蓝色为健康对照组
Figure 13 Violin plot of immune cell infiltration in epicardial adipose tissue between CAD patients and controls included in dataset GSE64554
组别 | 样本数 | BPI | BIRC5 | CXCL12 | RNASE1 | F2R |
---|---|---|---|---|---|---|
CAD组 | 10 | 2.14±0.32 | 1.98±0.23 | 2.91±0.89 | 4.47±1.56 | 0.45±0.06 |
健康对照组 | 10 | 0.99±0.17 | 1.02±0.11 | 1.14±0.44 | 1.28±0.56 | 1.00±0.12 |
t值 | -9.945 | -12.070 | -5.630 | -6.001 | 12.637 | |
P值 | 0.011 | 0.010 | <0.001 | 0.009 | <0.001 |
表2 CAD组与健康对照组EXO差异性基因表达(±s)
Table 2 Differentially expressed genes in exosomes between CAD patients and healthy controls
组别 | 样本数 | BPI | BIRC5 | CXCL12 | RNASE1 | F2R |
---|---|---|---|---|---|---|
CAD组 | 10 | 2.14±0.32 | 1.98±0.23 | 2.91±0.89 | 4.47±1.56 | 0.45±0.06 |
健康对照组 | 10 | 0.99±0.17 | 1.02±0.11 | 1.14±0.44 | 1.28±0.56 | 1.00±0.12 |
t值 | -9.945 | -12.070 | -5.630 | -6.001 | 12.637 | |
P值 | 0.011 | 0.010 | <0.001 | 0.009 | <0.001 |
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[1] | 张迪, 李鸿鹏, 马江, 聂谦, 孙剑峰, 吴志鹏, 张宏才, 赵珏. 眼针带针运动对经皮冠状动脉介入术治疗患者术后心率变异性及预后的影响研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(36): 4535-4544. |
[2] | 王秋实, 李虹伟. CHA2DS2-VASc卒中风险评分对冠心病三支血管或左主干病变患者主要不良心血管事件的预测价值研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(33): 4130-4136. |
[3] | 兰永昊, 科尔沁, 韩蕊, 梅迎晨, 刘巍. 经远端桡动脉入径行经皮冠状动脉介入治疗:优势、劣势、机遇和挑战[J]. 中国全科医学, 2023, 26(27): 3355-3360. |
[4] | 袁铭培, 林耀望, 贝伟杰, 刘华东, 董少红, 孙鑫. 经远端桡动脉入径逆向开通闭塞桡动脉的可行性:单中心前瞻性研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(27): 3373-3377. |
[5] | 蔡高军, 师干伟, 李峰, 李文华, 严永敏, 薛社亮, 肖建强, 顾君, 宋艳斌, 张刘燕, 卢伟, 龚春. 如何提高经远端桡动脉入径穿刺成功率、"曲径通幽"?基于两千余病例的经验总结[J]. 中国全科医学, 2023, 26(27): 3361-3365. |
[6] | 刘明浩, 王攀, 高立建, 徐淑清, 王欢欢, 赵光贤, 陈珏, 乔树宾, 徐波, 袁晋青. 经远端桡动脉入径行二次经皮冠状动脉介入治疗的可行性、安全性和手术时机研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(27): 3366-3372. |
[7] | 闫海浩, 张飞飞, 党懿. 残余胆固醇与急性冠脉综合征患者易损斑块特征的相关性研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(26): 3303-3307. |
[8] | 祖姆热提·阿布都克依木, 马燕玲, 朱凯瑞, 刘芳, 李霞. 早期生长反应因子3和白介素6水平与冠状动脉粥样硬化性心脏病的相关性研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(24): 3016-3021. |
[9] | 王丹, 王建辉, 董建秀, 常文红, 秦璐, 刘琪, 陈晨. 基于网络干预对经皮冠状动脉介入治疗术后患者运动行为的影响研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(21): 2603-2608. |
[10] | 刘晶涛, 苏荷, 秦小金, 兰云霞, 张金枝. 冠心病患者心脏康复相关指南的系统评价[J]. 中国全科医学, 2023, 26(19): 2323-2331. |
[11] | 高扬, 王贇霞, 高传玉. ≤45岁急性冠脉综合征患者可能家族性高胆固醇血症的临床特点及血脂达标影响因素研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(18): 2232-2237. |
[12] | 徐迪, 田金萍, 刘赟玥, 薛冷, 张林, 孙国珍, 王连生, 徐晶晶. 冠心病合并2型糖尿病患者经皮冠状动脉介入治疗围术期血糖波动的特点及影响因素研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(15): 1863-1872. |
[13] | 陈颖, 王子涵, 薛崇祥, 陶诗怡, 孙梓宜, 黄力. 踝肱指数和肱踝动脉脉搏波速度与血管舒张功能联合载脂蛋白B与载脂蛋白A-1比值对中青年冠心病血瘀证的预测价值研究[J]. 中国全科医学, 2023, 26(14): 1726-1732. |
[14] | 安景景, 王小娟, 邓爱云. 心外膜脂肪组织对经皮冠状动脉介入术后支架内再狭窄的影响[J]. 中国全科医学, 2023, 26(09): 1146-1150. |
[15] | 邓天华, 黄琳, 游志刚. 急性冠脉综合征患者强化抗栓治疗研究进展[J]. 中国全科医学, 2023, 26(09): 1131-1135. |
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