ASCC2作为川崎病诊断生物标志物和免疫调节枢纽的鉴定与功能表征

《Clinical Rheumatology》：Identification and functional characterization of ASCC2 as a diagnostic biomarker and immune regulatory hub in Kawasaki disease

摘要

背景

川崎病（KD）是一种儿童急性系统性血管炎，但其分子机制尚未完全阐明。本研究旨在鉴定下调的候选诊断生物标志物，并进一步探讨优先候选基因在KD中的潜在功能相关性。

方法

采用GSE73461的批量转录组数据进行生物标志物发现和模型构建，采用GSE68004进行独立外部验证。对GSE168732的单细胞RNA测序数据进行进一步分析，以探讨所鉴定基因的细胞和调控特征。进行了差异表达分析、WGCNA、机器学习算法、CellChat以及基于scTenifold的扰动分析。在TNF-α刺激的HUVECs中使用siRNA介导的敲低方法，对优先候选基因ASCC2进行功能研究。

结果

鉴定出三个一致下调的基因（EPB42、RUNDC3A和ASCC2）作为KD的候选诊断生物标志物。该三基因模型在发现队列中的AUC为0.903，在独立GSE68004队列中的AUC为0.948。在临床相关的发热对照组中，该模型在KD与人腺病毒感染之间表现出中等程度的判别能力（AUC = 0.830），在KD与A群链球菌感染之间也表现出中等程度的判别能力（AUC = 0.769）。在这三个基因中，ASCC2基于其与免疫细胞群体的关联被优先选择进行进一步的生物学研究。单细胞分析揭示了改变的细胞间通讯和细胞类型特异性的ASCC2表达模式，而计算机模拟扰动分析表明ASCC2与NK细胞细胞毒性和细胞周期相关调控程序有关。在TNF-α刺激的HUVECs中，ASCC2敲低降低了CCK-8衍生的代谢活性并诱导了G0/G1细胞周期阻滞。

结论

我们的研究发现EPB42、RUNDC3A和ASCC2是与KD相关的可重复分子标志物。该标志物能够可靠地区分KD与健康对照，并对临床相关的发热性感染表现出中等的判别能力，支持其作为辅助分子标志物而非独立诊断工具的潜在应用价值。在这些基因中，ASCC2通过计算和血管内皮细胞功能分析被进一步研究为候选免疫相关调节因子。这些发现支持了三基因组合的诊断潜力，同时为ASCC2在KD中的作用提供了初步的机制见解。

要点 • EPB42、RUNDC3A和ASCC2被鉴定为与川崎病相关的下调分子标志物，并在GSE68004中进行了独立验证。 • ASCC2被优先选择进行单细胞和计算机模拟扰动分析，这些分析表明其与NK细胞细胞毒性和细胞周期相关调控程序有关。 • ASCC2在TNF-α刺激的HUVECs中的耗竭降低了细胞活力/代谢活性，并增加了炎症条件下G0/G1期的积累。