肥厚型心肌病中内质网应激相关特征基因的筛选、实验验证及免疫细胞关联研究

《BMC Medical Genomics》：Selection of endoplasmic reticulum stress-related feature genes in hypertrophic cardiomyopathy based on bioinformatics analysis and experimental verification

　　

摘要

背景

内质网应激（ERS）是维持细胞稳态的关键机制，在肥厚型心肌病（HCM）的发病机制中起着重要作用。识别与HCM和ERS相关的特征基因可以为未来心脏病的治疗提供新的视角和潜在靶点。

方法

从GEO数据库下载了多个数据集，然后进行差异分析和加权基因共表达网络分析（WGCNA），以筛选与HCM最相关的基因。将ERS相关基因与先前鉴定出的基因进行交叉验证。使用机器学习方法、诊断效率及表达验证来筛选特征基因，并基于这些特征基因构建了一个决策树（nomogram）。CIBERSORT算法用于计算免疫细胞浸润的比例，单细胞RNA测序分析用于表征不同细胞类型中的特征基因表达情况。最后，通过实时定量PCR（RT-qPCR）验证了特征基因的表达。

结果

FKBP5、MYH6和PROS1被认为是特征基因。基于这些基因构建的转录组分类决策树模型表现出良好的内部性能（AUC = 0.974）。免疫分析显示，HCM中有8种类型的免疫细胞发生了显著变化，且单核细胞与FKBP5和PROS1之间存在显著相关性。单细胞RNA测序分析表明，PROS1定位于HCM心肌标本中的心肌细胞中。RT-qPCR实验验证了在Ang II诱导的心肌细胞肥大模型中，MYH6和PROS1的表达趋势与生物信息学分析的结果一致。

结论

本研究确定了HCM中的三个与ERS相关的候选特征基因，这些基因与免疫细胞有显著相关性。这些发现为探索HCM、内质网应激和免疫系统之间的关系提供了理论基础和参考价值。

图形摘要