基于生物信息学及单细胞测序构建心肌梗死与铜死亡相关基因的风险模型并探究其免疫机制

• Published in: 中国免疫学杂志 Vol. 40; no. 11; pp. 2247 - 2256
• Main Authors: 具星, 贾连群, 张哲, 魏东升, 张静生, 杨关林
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 辽宁中医药大学中医药创新工程技术中心,中医脏象理论及应用教育部重点实验室,沈阳 110032%辽宁中医药大学第一临床学院,沈阳 110032%辽宁中医药大学附属医院,沈阳 110847 2024
• Subjects: 免疫浸润; Myocardial infarction; 生物信息学; Single cell sequencing; Cuproptosis; Immune infiltration; 心肌梗死; Bioinformatics; 铜死亡; 单细胞测序
• ISSN: 1000-484X
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-484X.2024.11.002

R541.4; 目的:整合铜死亡基因和GEO数据库相关芯片,分析铜死亡基因、免疫浸润与心肌梗死(MI)之间的关联性,构建风险预测模型,预测西药及中药,分析miRNA-mRNA调控网络,为今后MI相关的铜死亡机制及免疫浸润研究提供新的方向.方法:通过GEO数据库检索符合条件的MI相关芯片,对其进行标准化处理及MI相关的铜死亡基因筛选,基于处理后的基因表达矩阵进行免疫浸润分析和量化,分析免疫浸润细胞及功能之间的相关性,以及它们在MI组和对照组中的差异性,筛选出在免疫浸润中与MI最相关的铜死亡基因,并构建风险模型,分析铜死亡基因在MI中的风险概率,通过Enrichr网站和Corem-ine Medical数据库对MI铜死亡相关基因进行西药及中药预测.最后通过miRTarBase、Starbase及Targetscan数据库预测FDX1及SLC31A1的上游miRNA,并构建miRNA-mRNA调控网络.结果:免疫浸润相关性结果显示,Tfh细胞和B细胞呈最强的正相关性(r=0.68),调节性T细胞和iDC呈最强的负相关性(r=-0.63);免疫浸润差异性分析显示,细胞层面MI组中肥大细胞、NK细胞和Th1细胞之间差异最为显著(P<0.001),功能层面APC共抑制、MHCⅠ等方面的差异最为显著(P<0.001);筛选出免疫细胞与免疫功能相关性最高的6个基因分别是ATP7A、DLD、FDX1、LIAS、LIPT1和SLC31A1,其中风险模型结果显示,高水平的FDX1和SLC31A1与MI的发生风险呈负相关;通过数据库比对共预测到21种西药和30种传统药物;miRTarBase、Starbase及Targetscan数据库共预测到包括has-miR-122-5p等在内的9个MI铜死亡相关基因上游miRNAs.结论:Tfh细胞、B细胞、副炎症、Ⅰ型干扰素反应等相关免疫细胞和功能可能在MI的发病及预后中存在重要调控作用;FDX1及SLC31A1作为铜死亡的关键基因与MI发生风险存在关键的负相关关系.包括螺旋藻、羊肝、温莪术、片姜黄和郁金在内的30种传统中药可能具有治疗MI的潜在价值;最后,包括has-miR-122-5p在内的9个miRNAs可能在铜死亡中发挥重要的MI调控作用.