缺血性脑卒中与终末期肾病共病机制的生物信息学分析:线粒体 - 免疫互作的关键作用

【字体: 时间:2025年05月17日 来源:Scientific Reports 3.8

编辑推荐:

  缺血性脑卒中(IS)与终末期肾病(ESRD)共病机制尚不明确。本研究通过整合 GEO 数据库中 IS(GSE16561、GSE22255)和 ESRD(GSE37171、GSE142153)基因表达数据,结合 WGCNA、DEGs 分析等,鉴定出 7 个关键基因(MRP 家族),揭示线粒体 - 免疫互作机制,为靶向治疗提供新依据。

  
缺血性脑卒中(Ischemic Stroke, IS)作为全球致死、致残的主要疾病之一,与终末期肾病(End-Stage Renal Disease, ESRD)存在显著共病现象。临床数据显示,ESRD 患者脑卒中风险较普通人群高 4-10 倍,透析患者脑卒中死亡率更是高达普通人群的 9 倍。然而,二者共病的分子机制长期未被阐明,尤其是免疫细胞异常与神经元 / 血管损伤的直接关联、线粒体功能障碍在跨器官病理中的作用等关键科学问题亟待解决。为突破这一瓶颈,来自暨南大学附属第一医院神经内科与附属广东省第二人民医院器官移植科的研究团队,针对 IS 与 ESRD 共病机制展开深入研究,相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究团队首先从 GEO 数据库获取 IS(GSE16561、GSE22255)和 ESRD(GSE37171、GSE142153)共 4 个基因表达数据集,通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)、差异表达基因(DEGs)筛选、蛋白质 - 蛋白质相互作用(PPI)网络构建及免疫细胞浸润分析(CIBERSORT)等核心技术,结合临床样本 RT-qPCR 验证,系统解析共病分子机制。

研究结果


  1. 关键基因筛选
    通过 WGCNA 在 IS 和 ESRD 中分别鉴定出与疾病高度相关的蓝色模块,结合 DEGs 交集分析,最终确定 417 个 WGCNA 交集基因与 1712 个 DEGs 交集基因,通过 PPI 网络及 MCODE 聚类分析,筛选出 7 个核心基因:MRPL49、MRPS2、MRPS9、MRPS10、MRPS11、MRPS27、TFB1M,均属于线粒体核糖体蛋白(MRP)家族。

  2. 免疫细胞浸润关联
    CIBERSORT 分析显示,IS 患者中 T 细胞 γδ、中性粒细胞、M0 型巨噬细胞等显著升高,ESRD 患者中记忆 B 细胞、单核细胞、中性粒细胞比例增加。关键基因与免疫细胞相关性分析表明,MRPL49、MRPS2 等与 CD8+ T 细胞呈正相关,与中性粒细胞、M0 巨噬细胞呈负相关,提示其通过调控免疫微环境影响疾病进展。

  3. 信号通路富集
    基因集变异分析(GSVA)和基因集富集分析(GSEA)显示,关键基因显著富集于 TGF-β 信号通路、p53 通路、G2/M checkpoint 等。例如,MRPS9 在 IS 中富集于 Wnt/β-catenin 通路,在 ESRD 中涉及 IL-2/STAT5 信号;TFB1M 在 IS 中与 TGF-β 通路相关,在 ESRD 中关联 mTORC1 信号,揭示其多通路调控机制。

  4. 临床样本验证
    RT-qPCR 检测 10 例 IS-ESRD 患者及健康对照的血液样本,证实 MRPS9、MRPS10、MRPS11、MRPS27、TFB1M 在共病患者中显著下调,与生物信息学分析结果一致,验证了关键基因的临床相关性。


研究结论与意义


本研究首次系统揭示 IS 与 ESRD 共病的线粒体 - 免疫互作机制:MRP 家族基因通过调控线粒体蛋白合成与能量代谢,影响 T 细胞、中性粒细胞等免疫细胞的浸润与功能,并通过 TGF-β、p53 等通路介导炎症与纤维化,形成跨器官病理网络。研究结果不仅为解释 IS 与 ESRD 的高共病率提供了分子证据,还 identified MRPS9、TFB1M 等潜在诊断标志物及 TGF-β/p53 双通路干预等治疗新方向。尽管研究存在样本量较小、种族差异等局限,但其整合多组学的研究策略为复杂共病机制解析提供了范式,有望推动 “线粒体 - 免疫轴” 靶向疗法的临床转化,为改善 IS-ESRD 患者预后开辟新路径。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号