基于生物信息学探究一氧化碳中毒诱导脑损伤的关键基因和特征细胞类型

摘要

目的 探究一氧化碳(CO)中毒诱导脑损伤发病机制的关键基因、通路和特征细胞类型。方法 采用GEO数据库，使用R软件进行转录组和单细胞测序分析，采用差异表达分析、加权基因共表达网络分析(WGCNA)、基因本体论(GO)分析、京都基因与基因组百科全书(KEGG)途径富集分析、基因富集分析(GSEA)和蛋白-蛋白互作网络(PPI)来鉴定急性CO中毒诱导脑损伤的关键基因和分子通路，进行单细胞分析，以确定受CO中毒影响的特征细胞类型，并进一步验证相关基因及通路。结果 鉴定出前10个关键基因，其中Havcr2、Jdp2、Olr1和Ppm1l在CO中毒组中显著上调，而Ccr5、Csrp2、Dbi、Itgb4、Ptgds和Uqcc2显著下调。最显著的差异表达通路包括：趋化因子信号通路、细胞因子-细胞因子受体相互作用、人类巨细胞病毒感染、IL-17信号通路、催产素信号通路、朊病毒病、类风湿性关节炎、TNF信号通路、Toll样受体信号通路，以及病毒蛋白与细胞因子/细胞因子受体的相互作用，这些通路在CO暴露组中均显著上调。此外，小胶质细胞被确定为介导CO诱发脑损伤的关键细胞类型。结论 本研究确定了与CO中毒所致脑损伤发病机制的关键基因、显著差异表达信号通路以及特征性细胞类型，为未来CO中毒所致脑损伤开发新型诊断标志物、治疗靶点及预防策略提供了重要的理论依据。

关键词

急性一氧化碳中毒 / 脑损伤 / 转录组分析 / 单细胞测序分析 / 生物信息学分析