类风湿关节炎中线粒体质量控制关键基因CDC42和RBBP7的鉴定及其与免疫代谢特征的关联分析

《Scientific Reports》：Integrating bulk and single-cell RNA sequencing to identify mitochondrial quality control-related key genes in rheumatoid arthritis

　　

摘要

线粒体质量控制（MQC）功能障碍与类风湿关节炎（RA）的发病密切相关，但RA中与MQC相关的基因尚缺乏完整表征。我们整合了两个全血转录组数据集和一个外周血单个核细胞（PBMC）单细胞RNA测序数据集（248例RA患者和88例对照的全血样本；来自3例RA患者和3例健康供体的11,719个细胞）。通过加权基因共表达网络分析和差异表达分析，并结合三种机器学习算法，筛选候选基因。随后开展功能富集分析、免疫浸润分析、调控网络分析、单细胞分析、细胞间通讯分析、拟时序分析、代谢分析以及实时荧光定量聚合酶链反应（RT-qPCR）验证。共鉴定出9个MQC相关候选基因，其中CDC42和RBBP7为关键基因，CDC42在RA中表达上调，RBBP7表达下调。基因集富集分析（GSEA）显示CDC42与JAK-STAT信号通路相关，而翻译起始通路呈现相反的富集模式。经多重检验校正后，RA组与对照组间共有15个免疫细胞亚群存在差异；单核细胞与CDC42呈正相关，与RBBP7呈负相关。单细胞分析显示B细胞中RBBP7表达相对较高，促使研究者对B细胞轨迹、代谢特征及预测的CCL5-CCR1与单核细胞间的通讯进行探索性分析。RT-qPCR验证了上述mRNA表达模式。上述发现表明，CDC42和RBBP7是RA患者血液样本中与不同免疫及代谢特征相关的MQC关键基因。