免疫浸潤の特定

Scientific Reports volume 13、記事番号: 14153 (2023) この記事を引用

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アテローム性動脈硬化症は、自然免疫系および適応免疫系による慢性の脂質主導型炎症反応であり、いくつかの心血管虚血事象の原因となります。 本研究は、頸動脈アテローム性動脈硬化プラーク (CAP) における免疫浸潤関連バイオマーカーを決定することを目的としました。 CAP の遺伝子発現プロファイルは、Gene Expression Omnibus データベースから抽出されました。 CAP と対照群の間で差次的に発現された遺伝子 (DEG) は、R ソフトウェアの「limma」パッケージによってスクリーニングされました。 CAP と対照群の間の免疫細胞浸潤は、単一サンプル遺伝子セット濃縮分析によって評価されました。 CAPs グループの主要な浸潤免疫細胞は、Wilcoxon テスト、最小絶対収縮および選択演算子回帰によってスクリーニングされました。 免疫細胞関連遺伝子を同定するために、加重遺伝子共発現ネットワーク分析が使用されました。 ハブ遺伝子は、タンパク質間相互作用 (PPI) ネットワークによって同定されました。 受信者動作特性曲線分析を実行して、CAP と対照群を区別する遺伝子の能力を評価しました。 最後に、ENCODE データベースを使用して、ハブ遺伝子の miRNA-遺伝子-転写因子ネットワークを構築しました。 CAP と対照群の間で、11 種類の異なる免疫浸潤関連細胞が同定されました。 DEG と免疫関連遺伝子の交差により、合計 1,586 個の発現差のある免疫関連遺伝子が得られました。 20 個のハブ遺伝子が PPI ネットワークを通じてスクリーニングされました。 最終的に、7 つの遺伝子 (BTK、LYN、PTPN11、CD163、CD4、ITGAL、ITGB7) が CAP のハブ遺伝子として同定され、これらの遺伝子は CAP 患者の推定可能な薬剤標的として機能する可能性があります。

動脈の内皮下内膜における脂質由来のプラークの慢性的な蓄積は、最終的には内腔の重大な狭窄、血流の供給不足、および組織の重大な低酸素症を引き起こします1。 心血管疾患、末梢動脈疾患、脳血管疾患は、一般的にアテローム性動脈硬化によって引き起こされます。 頸動脈アテローム性動脈硬化プラーク (CAP) は、虚血性脳卒中の最も一般的な基礎疾患でもあります。 これまでの研究により、アテローム性動脈硬化症の病因についての理解が大幅に深まりました。 しかし、基礎科学を患者のベッドサイドに応用するための臨床実践はまだ不足しています2。 したがって、CAP を持つ患者を対照から区別するためにハブ遺伝子を濾過する必要があります。

アテローム性動脈硬化症発症の重要なメカニズムは、動脈の内皮下内膜層における脂質による炎症に対する免疫応答です。 プラークの進行中の炎症性マクロファージと泡沫細胞の形成は、アテローム発生において特に重要な役割を果たしており、それらは以前に広範囲にレビューされています1、3。 自然免疫細胞と適応免疫細胞は、動脈の慢性炎症の発症に寄与します4。 免疫細胞の異常な分布と不一致なタイプもアテローム発生と関連しています5。 したがって、アテローム発生における免疫細胞のさまざまな変化を調査することにより、CAP の病因、診断、治療について新たな洞察が得られる可能性があります。

マイクロアレイ、RNA シーケンス、単一細胞シーケンスなどのハイスループット シーケンス (HTS) 技術は、病変組織における免疫細胞の分布を研究するのに適した豊富な遺伝子発現データを生成します 6,7。 アテローム発生における細胞の種類、組成、および機能状態の同定は、細胞の寄与を理解するために重要です8、9、10。 遺伝子発現プロファイリング。 たとえば、マイクロアレイや RNA シーケンスは、アテローム発生に関与する差次的発現遺伝子 (DEG) やシグナル伝達経路を同定するために使用できる可能性があります 11,12。 バイオインフォマティクス解析は、シーケンス技術と組み合わせることにより、DEG とアテローム発生の関係を解明し、ハブ遺伝子、異種核 RNA (hnRNA)、転写因子 (TF)、マイクロ RNA (miRNA)、およびタンパク質の相互作用ネットワークを説明できる可能性があります 13,14。