揭秘 A 型主动脉夹层:二硫死亡相关基因与免疫浸润的关联及诊疗新契机

【字体: 时间:2025年04月22日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究 A 型主动脉夹层(TAAD)发病机制并寻找治疗靶点,研究人员开展 TAAD 中免疫浸润和二硫死亡(Disulfidptosis)相关基因亚组研究。结果发现相关基因表达变化及免疫细胞浸润差异,构建诊断模型。这为 TAAD 诊疗提供新方向。

  在心血管疾病的领域中,A 型主动脉夹层(TAAD)犹如一颗 “定时炸弹”,严重威胁着人们的生命健康。它发病急促,主动脉壁内膜撕裂,血液涌入并沿着中膜推进,引发主动脉壁各层分离,病情发展迅速且后果严重,需要迅速诊断和复杂的手术干预 。然而,TAAD 的发病机制却如同隐藏在迷雾之中,尚未完全明晰,这使得临床医生在治疗时面临诸多挑战。传统的治疗手段,如药物治疗和开放式手术,不仅死亡率高达 50%,还无法从根本上扭转疾病进程,患者的生存状况和生活质量都受到极大影响。为了打破这一困境,深入了解 TAAD 的发病机制、寻找更有效的治疗靶点迫在眉睫。
吉林大学第二医院的研究人员肩负着这一使命,展开了一项意义重大的研究。他们致力于探究二硫死亡(Disulfidptosis)相关基因在 TAAD 免疫浸润中的作用,试图揭开 TAAD 发病机制的神秘面纱,为治疗提供新的方向。研究成果发表在《Scientific Reports》杂志上。

在这项研究中,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先,从基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus,GEO)获取 TAAD 基因表达数据集,以分析差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs);其次,使用最小绝对收缩和选择算子(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator,LASSO)回归算法筛选关键基因,构建诊断模型;再者,通过无监督聚类分析,依据二硫死亡相关基因表达对 TAAD 样本进行分类;最后,利用基因本体论(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析,探索相关基因的生物学功能和参与的信号通路。

研究人员经过一系列严谨的研究,取得了丰富的成果。

  • 整合 GEO 数据并鉴定差异表达基因:研究人员整合 GEO 数据库中的数据,去除批次效应后,得到包含 25 个 TAAD 样本和 23 个对照样本的数据集。通过分析,共鉴定出 13316 个 DEGs,这些基因可能在 TAAD 的发生发展中发挥重要作用。
  • 差异表达基因的功能和通路富集分析:GO 富集分析显示,DEGs 显著富集在与肌动蛋白丝运动、细胞形态发育调节、肌动蛋白丝调节等相关的生物学过程,以及肌动蛋白丝结合、钙离子结合等分子功能上。KEGG 分析表明,DEGs 参与紧密连接、粘着斑等信号通路。这些结果暗示了 TAAD 发病过程中细胞骨架和细胞连接的异常变化。
  • 免疫细胞浸润分析:研究发现,TAAD 样本中多种免疫细胞的浸润比例高于对照组,如活化的 CD4+T 细胞、活化的树突状细胞(DCs)、CD56+自然杀伤(NK)细胞等。这表明免疫细胞在 TAAD 的发生发展中起到了重要作用,也提示调节免疫细胞可能成为治疗 TAAD 的潜在策略。
  • TAAD 诊断模型的建立:研究人员通过将 13316 个 DEGs 与 14 个二硫死亡相关基因进行交集分析,确定了 11 个与 TAAD 和二硫死亡相关的 DEGs。利用 LASSO 回归,筛选出 PDLIM1、MYH10 和 CAPZB 三个关键诊断标记,构建的诊断模型具有良好的判别能力,曲线下面积(AUC)值达到 0.950,校准曲线的 p 值为 0.741,表明模型拟合效果令人满意。
  • 基于二硫死亡相关基因的 TAAD 亚型鉴定:通过无监督聚类分析,研究人员根据 11 个二硫死亡相关基因将 TAAD 样本分为 C1(低表达组)和 C2(高表达组)两个亚型。C2 组中静息 CD4+记忆 T 细胞、单核细胞和中性粒细胞的浸润显著增加,而幼稚 B 细胞和浆细胞的比例显著降低。这说明不同亚型的 TAAD 在免疫细胞浸润方面存在差异,可能具有不同的发病机制和临床特征。
  • 二硫死亡相关基因簇与免疫模式的关系:ssGSEA 分析显示,C2 组的免疫细胞浸润水平普遍高于 C1 组,尤其是中央记忆 CD8+T 细胞、髓源性抑制细胞、巨噬细胞、自然杀伤 T 细胞和调节性 T 细胞。这进一步证实了二硫死亡相关基因与免疫细胞浸润之间的密切联系,以及它们在 TAAD 发病过程中的协同作用。
  • 差异表达基因的蛋白质 - 蛋白质相互作用预测:通过构建蛋白质 - 蛋白质相互作用(PPI)网络,研究人员发现 MYH9、CD2AP 和 CAPZB 是连接性最强的节点,在细胞骨架组织和氧化应激反应中起关键作用。进一步分析发现,CAPZB、PDLIM1 和 MYH10 构成核心子网,具有较高的中心性,可能是 TAAD 潜在的治疗靶点。
  • 关键基因的表达验证:免疫荧光染色、实时定量 PCR(RT - qPCR)和免疫印迹实验证实,在 TAAD 病变主动脉组织中,CAPZB 表达上调,而 PDLIM1 和 MYH10 表达下调。这为之前的生物信息学分析结果提供了实验依据,进一步支持了这些基因在 TAAD 中的重要作用。

在研究结论和讨论部分,研究人员指出,本研究揭示了二硫死亡相关基因在 TAAD 发病机制中的重要作用。TAAD 样本中这些基因的表达下调,且其特征有助于 TAAD 的诊断。同时,TAAD 样本的免疫谱上调,免疫细胞浸润增加,可能受二硫死亡相关基因调控。此外,研究还鉴定出 TAAD 的两个亚型和三个关键枢纽基因(CAPZB、PDLIM1 和 MYH10)。然而,该研究也存在一定局限性,如样本主要来源于 TAAD 急性期,无法明确二硫死亡在疾病发展全过程中的作用;样本数量相对较少,需要更大规模的基础和临床验证;公共数据库数据可能存在选择偏倚。尽管如此,这项研究为 TAAD 的发病机制提供了新的见解,确定的潜在治疗靶点为未来开发更有效的治疗策略奠定了基础,有望为 TAAD 患者带来新的希望,推动心血管疾病治疗领域的发展。

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