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为探究 SUMO 化修饰在冠心病（CAD）中的机制，研究人员分析 GSE42148 等 3 个 CAD 数据集及 187 个 SUMO 化相关基因（SRGs），鉴定出 12 个差异表达 SRGs，其中 SUMO1 和 PPARG 为生物标志物，为 CAD 诊疗提供新方向。
心血管疾病已成为全球主要健康威胁，冠心病（Coronary Artery Disease, CAD）作为其核心类型，每年夺走数百万人的生命。尽管传统治疗手段如药物和介入手术在一定程度上改善了患者预后，但药物依赖、手术并发症及发病机制不明等问题仍困扰着医学界。深入挖掘 CAD 的分子机制、寻找新型生物标志物和治疗靶点，成为破解这一难题的关键。
中南大学湘雅医院的研究团队聚焦于 SUMO 化修饰这一重要的蛋白质翻译后修饰过程，开展了 “冠心病中 SUMO 化修饰相关生物标志物的作用机制研究”。该研究通过多组学分析和实验验证，揭示了 SUMO 化修饰相关基因（SRGs）在 CAD 发生发展中的关键作用，相关成果发表在《Scientific Reports》。
研究人员综合运用生物信息学分析与实验验证技术：首先从 GEO 数据库获取 3 个 CAD 数据集（GSE42148、GSE23561、GSE121893），结合 187 个 SRGs，通过差异表达分析筛选出 2031 个差异表达基因（DEGs），进一步通过交集分析鉴定出 12 个差异表达 SUMO 化相关基因（DE-SRGs）。随后利用 STRING 数据库构建蛋白质 - 蛋白质相互作用（PPI）网络，并通过 Cytoscape 软件识别关键模块。借助机器学习算法（Boruta 和 SVM-RFE）筛选出核心基因，结合 ROC 曲线验证 SUMO1 和 PPARG 作为生物标志物的诊断效能。此外，研究还运用单细胞测序（GSE121893 数据集）、免疫浸润分析、基因集富集分析（GSEA）及分子对接等技术，系统解析了 SUMO1 和 PPARG 的作用机制与潜在药物靶点。
研究结果
1. DE-SRGs 的鉴定与功能富集
在 GSE42148 数据集中鉴定出 2031 个 DEGs（1124 个上调，907 个下调），与 SRGs 交集后获得 12 个 DE-SRGs。GO 分析显示这些基因富集于蛋白质小泛素化、miRNA 代谢过程等生物过程，以及核斑点、PRC1 复合物等细胞组分。KEGG 通路分析揭示其参与多梳抑制复合物、癌症转录失调等通路。
2. SUMO1 和 PPARG 作为核心生物标志物的验证
通过 PPI 网络和机器学习分析，筛选出 SUMO1、PPARG 和 DDX5 作为关键基因。进一步验证发现，SUMO1 和 PPARG 在 CAD 患者样本中表达显著上调，且在两个独立数据集中表现出一致趋势。ROC 曲线显示两者的 AUC 值均 > 0.7，表明其良好的诊断价值。人工神经网络（ANN）模型进一步验证了这两个标志物的可靠性。
3. 功能机制与免疫微环境分析
基因相关性分析表明 SUMO1 与 PPARG 表达呈正相关（r=0.76, P=2.3×10-5）。GSEA 显示 PPARG 富集于核糖体、嗅觉转导等通路，SUMO1 则与嗅觉转导、神经营养信号通路相关。免疫浸润分析发现，中央记忆 CD4+T 细胞和记忆 B 细胞与 SUMO1、PPARG 表达呈正相关，提示免疫细胞在 CAD 中的动态作用。
4. 单细胞分析与调控网络构建
单细胞测序分析显示，SUMO1 和 PPARG 在 CAD 患者的内皮细胞中高表达，而 SUMO1 在对照组心肌细胞中表达更高。转录因子（TF）网络分析鉴定出 E2F1、SREBF1 等共同调控因子，构建的 lncRNA-miRNA-mRNA 网络包含 63 个 lncRNA、16 个 miRNA 和 2 个标志物基因。分子对接筛选出 CHEMBL588143（针对 SUMO1）和 ECHINATIN（针对 PPARG）等潜在药物，结合能均 < -5 kcal/mol。
5. 动物实验验证
通过 ApoE-/-小鼠高脂饮食模型诱导动脉粥样硬化，qRT-PCR 验证显示 CAD 模型小鼠外周血中 SUMO1、PPARG 等基因转录水平显著升高，进一步支持了生物标志物的临床相关性。
结论与意义
本研究首次系统揭示了 SUMO1 和 PPARG 作为 CAD 中 SUMO 化修饰相关生物标志物的关键作用。SUMO1 通过调控心肌细胞功能和内皮细胞炎症参与 CAD 进展，PPARG 则通过脂质代谢和免疫调节影响动脉粥样硬化进程。两者的相互作用及与免疫细胞的关联，为 CAD 的发病机制提供了新视角。此外，研究筛选出的潜在药物靶点（如 CHEMBL588143 和 ECHINATIN）为开发靶向 SUMO 化通路的新型疗法奠定了基础。
该研究不仅填补了 SUMO 化修饰在 CAD 领域的机制空白，也为临床早期诊断、预后评估及个性化治疗提供了创新方向。未来进一步探索 SUMO1-PPARG 轴的分子调控网络，有望推动 CAD 精准医学的发展。
