基于单细胞拟时序分析的颈动脉粥样硬化关键基因的挖掘及验证

摘要

目的:利用单细胞RNA(scRNA)测序数据及生物信息学分析阐释颈动脉粥样硬化(CAS)的细胞分化轨迹，挖掘可能影响细胞分化的关键基因。方法:利用Monocle包对GSE159677数据集中CAS样本进行伪时序分析；利用FindAllMarker函数一方面筛选分支间差异表达基因(DEG),另一方面筛选scRNA-CAS组与scRNA-正常对照组的DEG,取交集获取共同DEG,利用蛋白互作分析挖掘关键基因并鉴定。利用GSE43292数据集和动物实验验证关键基因的差异表达情况。结果:CAS病变处组织干细胞、平滑肌细胞、T细胞、单核细胞、内皮细胞、巨噬细胞间存在分化。尿激酶型纤溶酶原激活物受体(PLAUR)、白细胞分化抗原83(CD83)、组织蛋白酶L(CTSL)、Ⅵ型胶原α2(COL6A2)、纤维蛋白5(FBLN5)、胰岛素样生长因子结合蛋白5(IGFBP5)、白细胞分化抗原34(CD34)、早期生长反应因子1(EGR1)被鉴定为关键基因。外部数据集和动物实验结果显示PLAUR、CD83、CTSL、COL6A2、FBLN5和IGFBP5的差异表达情况与scRNA测序数据所分析的结果一致。结论:在CAS病理过程中组织干细胞、平滑肌细胞、T细胞、单核细胞、内皮细胞、巨噬细胞间存在分化情况，PLAUR、CD83、CTSL、FBLN5、IGFBP5和COL6A2可能是驱动细胞分化的关键基因。

关键词

颈动脉粥样硬化 / 单细胞RNA测序 / 拟时序分析 / 生物信息学 / 关键基因