单细胞分辨率下验证扩张型心肌病网络药理学候选药物：PI3K–AKT相关的转录差异分布于各类心肌细胞谱系中，且在基因组水平背景之上未见富集

《Functional & Integrative Genomics》：Cell-resolved testing of network-pharmacology candidates in dilated cardiomyopathy: PI3K–AKT-associated transcriptional differences are distributed across cardiac lineages and are not enriched above a genome-wide background

摘要

网络药理学可以提名药物靶点候选，但无法证明这些靶点在相关细胞中发生了改变、能区别于对同一数据的无假设分析，或能与疾病相关联。以阳心汤在扩张型心肌病（DCM）和病毒性心肌炎中被提名的候选靶点为对象，我们考察了其中有多少能通过独立的功能基因组学检验。数量极少。直接证据交集筛选得到61个基因，但在四个心脏组织转录组数据集中，该基因集在任一人类队列中的差异表达频率并不高于转录组水平的背景频率，且AKT1在任一数据集中均无统计学意义。对52例DCM供体和18例对照供体的供体级伪批量单核RNA测序结果显示，心肌细胞中AKT1（log?倍数变化0.351，校正P = 3.32 × 10??）、PIK3CA和GSK3B表达升高，STAT3表达降低；未设置倍数变化阈值，且AKT1的差异幅度较小。这些差异对核深度、性别、年龄、心室及DCM基因型均稳健；在一个独立的单核DCM队列中，AKT1（0.530）和STAT3（?0.771）在FDR < 0.05水平上得到重复验证，PIK3CA方向一致，但GSK3B未能重复。另外三项检验进一步限定了结果解读。疾病×细胞类型交互模型显示，PIK3CA在大多数心脏细胞谱系中均发生改变，且在成纤维细胞中的变化显著大于心肌细胞、内皮细胞或免疫细胞群体；而AKT1的差异虽仅在心肌细胞中显著，但无法证明其与其他大多数谱系存在差异，因此该结果反映的是检测效应而非已证实的细胞类型限制性。对同一批供体的全心伪批量分析仍可检测到AKT1（校正P = 6.8 × 10?3），因此细胞稀释效应不能解释组织转录组微阵列的阴性结果。以同一心肌细胞比较的无偏全基因组分析为基准，被提名的61个基因集未显示富集（46.7% vs 背景41.3%，P = 0.281），AKT1排名位于14,586个基因中的第2,182位。预设筛选未发现AKT1的顺式eQTL工具变量；唯一的全身血MTOR Wald比值未获得共定位支持。以上结果反映的是扩张型心肌病中细胞类型分辨的转录差异，并非阳心汤作用于PI3K–AKT信号通路的证据，也非经验证的治疗机制。