BMC Genomics：基于单细胞和微阵列转录组整合分析的肺动脉高压患者枢纽基因的鉴定

背景:

肺动脉高压（PAH）是一种罕见但严重的心肺疾病，其特征是肺动脉内的血压异常升高，导致心脏和肺部的功能障碍。然而，迄今为止，PAH的治疗仍然面临巨大的挑战，因为尚未找到有效的治疗方法。在这种情况下，深入了解PAH的分子机制至关重要，特别是在单细胞水平上的解析，以揭示潜在的治疗靶点和新的治疗策略。

方法:

研究利用单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据，从基因表达 Omnibus（GEO）数据库中获取（GSE210248），并对其进行了综合分析。此外，还利用微阵列转录组数据（GSE113439），其中包括15个PAH患者的肺组织和11个正常对照样本，进行了额外的分析。分析过程中使用了Seurat R包、Uniform manifold approximation and projection（UMAP）技术、SingleR包、FindAllMarkers分析、ClusterProfiler包、Gene Ontology（GO）、Kyoto Encyclopedia of Genes and Genome（KEGG）等工具。此外，为评估免疫细胞浸润，采用了Microenvironment Cell Populations counter（MCP counter）。蛋白质相互作用网络由STRING构建，通过Cytoscape软件和Veen图进行枢纽基因的选择。

结果:

在对数据进行综合分析后，得到了来自3名捐赠者和3名PAH患者的大量单细胞数据。通过UMAP分析和SingleR包进行注释，鉴定了42个细胞聚类，并选择了前10个细胞数量最多的10个聚类进行深入研究。与对照组相比，PAH组显示脂肪细胞和成纤维细胞的比例显著减少，而CD8+ T细胞和巨噬细胞明显增加。免疫细胞浸润分析进一步揭示了PAH患者肺组织中CD8+ T细胞、细胞毒性淋巴细胞和NK细胞分布减少，而单核细胞系的浸润增加。

通过对GSE113439中的997个差异表达基因（DEGs）进行分析，通过Cytoscape软件中的MCODE插件筛选出模块1，其中包括68个关键基因。对GSE210248中每个聚类的前20个DEGs进行筛选后，通过重叠分析发现WDR43和GNL2在PAH中显著上调，并被确定为枢纽基因。

结论:

该研究的发现，特别是对WDR43和GNL2的关注，为揭示PAH的新分子机制和发展潜在治疗目标提供了有力的线索。这些潜在的治疗目标可能为未来的研究和药物开发提供新的方向，有望改善PAH患者的预后和生活质量。然而，进一步的研究和临床实验仍然是必要的，以验证这些发现的可行性和有效性。这项研究为PAH的治疗领域开辟了新的研究方向，为患者提供了更多的希望。

原始出处：

Qin Y, Yan G, Qiao Y, Wang D, Tang C. Identification of hub genes based on integrated analysis of single-cell and microarray transcriptome in patients with pulmonary arterial hypertension. BMC Genomics. 2023 Dec 18;24(1):788. doi: 10.1186/s12864-023-09892-3. PMID: 38110868; PMCID: PMC10729354.