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基于单细胞拟时序分析的颈动脉粥样硬化关键基因的挖掘及验证
1
作者 董文杰 李晓辉 +1 位作者 李兴渊 王建茹 《郑州大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第4期493-498,共6页
目的:利用单细胞RNA(scRNA)测序数据及生物信息学分析阐释颈动脉粥样硬化(CAS)的细胞分化轨迹,挖掘可能影响细胞分化的关键基因。方法:利用Monocle包对GSE159677数据集中CAS样本进行伪时序分析;利用FindAllMarker函数一方面筛选分支间... 目的:利用单细胞RNA(scRNA)测序数据及生物信息学分析阐释颈动脉粥样硬化(CAS)的细胞分化轨迹,挖掘可能影响细胞分化的关键基因。方法:利用Monocle包对GSE159677数据集中CAS样本进行伪时序分析;利用FindAllMarker函数一方面筛选分支间差异表达基因(DEG),另一方面筛选scRNA-CAS组与scRNA-正常对照组的DEG,取交集获取共同DEG,利用蛋白互作分析挖掘关键基因并鉴定。利用GSE43292数据集和动物实验验证关键基因的差异表达情况。结果:CAS病变处组织干细胞、平滑肌细胞、T细胞、单核细胞、内皮细胞、巨噬细胞间存在分化。尿激酶型纤溶酶原激活物受体(PLAUR)、白细胞分化抗原83(CD83)、组织蛋白酶L(CTSL)、Ⅵ型胶原α2(COL6A2)、纤维蛋白5(FBLN5)、胰岛素样生长因子结合蛋白5(IGFBP5)、白细胞分化抗原34(CD34)、早期生长反应因子1(EGR1)被鉴定为关键基因。外部数据集和动物实验结果显示PLAUR、CD83、CTSL、COL6A2、FBLN5和IGFBP5的差异表达情况与scRNA测序数据所分析的结果一致。结论:在CAS病理过程中组织干细胞、平滑肌细胞、T细胞、单核细胞、内皮细胞、巨噬细胞间存在分化情况,PLAUR、CD83、CTSL、FBLN5、IGFBP5和COL6A2可能是驱动细胞分化的关键基因。 展开更多
关键词 颈动脉粥样硬化 单细胞RNA测序 拟时序分析 生物信息学 关键基因
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单细胞转录组学结合生物信息学综合分析缺血性脑卒中巨噬细胞亚群及枢纽基因
2
作者 徐敬尧 王小璐 +3 位作者 侯帅 庞萌 王刚 王炎强 《细胞与分子免疫学杂志》 北大核心 2025年第6期505-513,共9页
目的利用单细胞转录组(scRNA-seq)数据分析,高维加权基因共表达网络分析(hdWGCNA)探索缺血性脑卒中(IS)巨噬细胞亚群。方法基于单细胞测序数据获得不同细胞类型的转录组信息,并选择巨噬细胞进行亚群鉴定。利用hdWGCNA、细胞通讯和拟时... 目的利用单细胞转录组(scRNA-seq)数据分析,高维加权基因共表达网络分析(hdWGCNA)探索缺血性脑卒中(IS)巨噬细胞亚群。方法基于单细胞测序数据获得不同细胞类型的转录组信息,并选择巨噬细胞进行亚群鉴定。利用hdWGCNA、细胞通讯和拟时序分析等方法探讨IS后巨噬细胞的亚群特征,并结合芯片数据筛选出与IS相关的枢纽基因进行接收者操作特征(ROC)分析验证其诊断价值,通过基因集富集分析(GSEA)探究其潜在功能。结果scRNA数据分析显示IS后巨噬细胞的亚群组成显著变化,其中一个巨噬细胞亚群在卒中组中富集,命名为MCAO-特异性巨噬细胞(MSM)。拟时序分析表明,MSM处于巨噬细胞分化的中间阶段。细胞通讯分析揭示MSM与其他细胞间存在复杂相互作用,CC基序趋化因子配体6/CC基序趋化因子受体1(CCL6/CCR1)信号轴可能在神经炎症中发挥重要作用。hdWGCNA识别出与MSM相关的两个基因模块,显著富集于核苷酸结合寡聚结构域样受体(NLR)和抗原加工等信号通路。通过筛选MSM差异基因与常规转录组数据,识别精氨酸酶1(Arg1)、C型凝集素结构域家族4成员D(CLEC4D)和C型凝集素结构域家族4成员E(CLEC4E)这3个与IS相关的枢纽基因。结论本研究揭示了IS后巨噬细胞亚群的特征及其功能,筛选出3个具有潜在诊断价值的枢纽基因,可能为完善IS的病理机制提供了新的见解。 展开更多
关键词 缺血性脑卒中(IS) 巨噬细胞 拟时序分析 高维加权基因共表达网络分析(hdWGCNA) 细胞通讯
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基于单细胞测序技术揭示2'-5'-寡腺苷酸合成酶2在胰腺导管腺癌肿瘤相关巨噬细胞中的作用
3
作者 汪子欣 杨玉洁 +1 位作者 王越 赵云鹏 《海军军医大学学报》 北大核心 2025年第5期567-576,共10页
目的 基于早期和晚期胰腺导管腺癌(PDAC)患者肿瘤组织巨噬细胞相关的差异基因,探索PDAC肿瘤免疫微环境的特征,为PDAC提供早诊早治新靶点。方法 收集3例早期与4例晚期PDAC患者肿瘤组织样本,利用单细胞测序技术分析组织转录组数据,结合癌... 目的 基于早期和晚期胰腺导管腺癌(PDAC)患者肿瘤组织巨噬细胞相关的差异基因,探索PDAC肿瘤免疫微环境的特征,为PDAC提供早诊早治新靶点。方法 收集3例早期与4例晚期PDAC患者肿瘤组织样本,利用单细胞测序技术分析组织转录组数据,结合癌症基因组图谱(TCGA)数据库,获取与预后有关的早期与晚期PDAC差异表达的巨噬细胞相关基因,采用最小绝对收缩和选择算子(LASSO)-Cox回归方法构建预后风险评分模型。利用基因表达谱交互分析2(GEPIA2)在线生存分析工具筛选出与PDAC预后相关的风险基因,使用通过估计RNA转录本相对子集进行细胞类型鉴定(CIBERSORT)方法对其免疫浸润情况进行分析,通过t-分布随机近邻嵌入(tSNE)聚类降维和Monocle包对其在不同时期不同亚群巨噬细胞中的表达情况进行解析,并进一步借助STRING数据库及人类蛋白质图谱(HPA)数据库对其蛋白质-蛋白质相互作用和免疫组织化学染色图片进行分析。结果 共发现48个早期与晚期PDAC差异表达的巨噬细胞相关基因与预后有关。筛选出11个差异表达的巨噬细胞基因作为PDAC预后基因,并利用这11个基因构建PDAC预后风险评分模型。筛选出2个不良预后基因,其中2'-5'-寡腺苷酸合成酶2(OAS2)基因主要在分泌型磷蛋白1(SPP1)阳性巨噬细胞中表达,人类异常纺锤体样小头畸形相关蛋白(ASPM)基因主要在增殖标志物Ki-67(MKI67)阳性巨噬细胞中表达,并且OAS2在不同时期PDAC巨噬细胞中的表达具有明显差异。免疫浸润研究表明OAS2和ASPM在调节性T细胞、M2型巨噬细胞中高表达(均P<0.05)。蛋白质-蛋白质相互作用网络显示了OAS2和ASPM间的表达关系以及更多其他共表达的蛋白。免疫组织化学分析表明OAS2在肿瘤组织中的表达水平高于正常组织。结论 OAS2和ASPM均为不良预后基因,分别在SPP1阳性巨噬细胞和MKI67阳性巨噬细胞中特异性表达并发挥负性免疫调节作用,进而促进PDAC的进展并导致不良预后,这有望为PDAC的防治提供新的靶点。 展开更多
关键词 胰腺导管腺癌 巨噬细胞 预后 肿瘤微环境 单细胞测序 拟时序分析 2'-5'-寡腺苷酸合成酶2
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缺血性脑卒中后小鼠脑组织中星形胶质细胞的异质性分析 被引量：1
4
作者 范杏飞 赵云鹏 +2 位作者 王多祥 付瑞锋 王越 《海军军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期778-784,共7页
目的 基于单细胞测序技术对缺血性脑卒中(IS)后脑组织中星形胶质细胞的动态变化进行研究,以更好地理解星形胶质细胞在IS发生、发展中的作用。方法 利用基因表达汇编(GEO)数据库下载IS小鼠脑组织测序数据(GSE227651),采用典型关联分析(C... 目的 基于单细胞测序技术对缺血性脑卒中(IS)后脑组织中星形胶质细胞的动态变化进行研究,以更好地理解星形胶质细胞在IS发生、发展中的作用。方法 利用基因表达汇编(GEO)数据库下载IS小鼠脑组织测序数据(GSE227651),采用典型关联分析(CCA)法进行数据整合,通过t-分布随机近邻嵌入(tSNE)聚类降维分析获取不同的细胞亚群,使用SingleR包对不同细胞亚群进行注释;进一步通过tSNE聚类降维分析获取不同的星形胶质细胞亚群,并对不同星形胶质细胞亚群的数量改变和功能状态进行分析;利用Monocle包对不同星形胶质细胞亚群所处的发育阶段进行分析;利用CellChat包对星形胶质细胞与其他细胞亚群之间的配体-受体相互作用情况进行动态分析。结果 下载获得GSE227651测序数据,整合聚类分析后将小鼠脑组织细胞聚类为19个细胞亚群,注释为16种不同的细胞类型。进一步对星形胶质细胞进行聚类分析,分为6个星形胶质细胞亚群,其中亚群0和亚群3在IS后第1天的数目占比相较于健侧对照降低,在IS后第3和第7天的占比逐渐升高;而亚群2和亚群5在IS后第1天的数目占比相较于健侧对照升高,在IS后第3和第7天的占比逐渐降低;亚群1和亚群4在IS后不同时间点的变化不大。根据功能分析将星形胶质细胞亚群2和亚群5定义为反应性星形胶质细胞,亚群0和亚群3定义为修复性星形胶质细胞,亚群1和亚群4定义为静息性星形胶质细胞。根据拟时序分析结果进一步将星形胶质细胞亚群2定义为急性反应性星形胶质细胞,亚群0定义为缺血损伤后修复性星形胶质细胞。细胞配体-受体相互作用分析显示,星形胶质细胞与星形胶质细胞、B细胞、自然杀伤(NK)细胞、内皮细胞、巨噬细胞、上皮细胞和神经元的配体-受体作用关系随时间动态改变,在IS后第1天主要通过与NK细胞建立联系介导炎症反应,而在IS后第3天开始通过与内皮细胞和神经元联系介导神经血管功能的恢复。结论 星形胶质细胞的功能状态在IS后随时间动态改变,在IS后的早期可能主要通过急性反应性星形胶质细胞介导损伤后的急性炎症反应,而从IS后第3天开始可能主要通过缺血损伤后修复性星形胶质细胞参与损伤后脑组织的功能重建。 展开更多
关键词 缺血性脑卒中 星形胶质细胞 单细胞测序 拟时序分析
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胶质母细胞瘤恶性进展中不同细胞亚群的动态轨迹和细胞通讯网络 被引量：1
5
作者 蔡祥 王仁东 +3 位作者 王世佳 任梓齐 于秋红 李冬果 《北京大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期199-206,共8页
目的:探索胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)恶性进展过程中细胞亚群的动态轨迹以及免疫细胞亚群之间的通讯网络,结合GBM患者的转录组数据和临床信息,挖掘GBM恶性进展过程中的关键风险标志物,以期为该疾病的治疗和预后提供科学依据。方法... 目的:探索胶质母细胞瘤(glioblastoma,GBM)恶性进展过程中细胞亚群的动态轨迹以及免疫细胞亚群之间的通讯网络,结合GBM患者的转录组数据和临床信息,挖掘GBM恶性进展过程中的关键风险标志物,以期为该疾病的治疗和预后提供科学依据。方法:基于单细胞测序数据分析方法,构建GBM恶性进展中的细胞亚群图谱,利用Monocle2技术构建GBM恶性进展中肿瘤细胞亚群的动态进展轨迹,基于基因富集分析,挖掘肿瘤细胞亚群随GBM恶性进展中显著变化的基因所富集的生物学过程,利用CellChat软件识别不同免疫细胞亚群间的复杂通讯网络,通过生存分析识别GBM恶性进展中影响患者预后的关键风险分子标记物。结果:单细胞测序数据分析识别出6种不同的细胞类型,包括淋巴细胞、周细胞、少突神经胶质细胞、巨噬细胞、胶质瘤细胞、小胶质细胞,单细胞数据集中了27151个细胞,其中包含3881个来源于低级别胶质瘤患者的细胞,10166个来源于新诊断GBM患者的细胞,13104个来源于复发性胶质瘤患者的细胞。胶质瘤细胞亚群逆时序分析提示,胶质瘤细胞亚群在恶性进展中存在着明显的细胞异质性;免疫细胞亚群的细胞相互作用分析揭示,GBM恶性进展中不同免疫细胞亚群之间的通讯网络共识别出22条具有生物学意义的配体-受体对,涉及12条通路;生存分析识别出8个与GBM患者预后密切相关的基因,其中SERPINE1、COL6A1、SPP1、LTF、C1S、AEBP1、SAA1L是GBM患者的高风险基因,ABCC8是GBM患者的低风险基因。结论:深入揭示了GBM恶性进展中胶质瘤细胞亚群的动态变化以及免疫细胞亚群之间的通讯模式,对于理解GBM的复杂生物学过程具有重要意义,为GBM的精准医疗和治疗决策提供了科学依据,也为GBM患者更准确的预后评估提供了新的线索。 展开更多
关键词 胶质母细胞瘤 单细胞测序 拟时序分析 细胞相互作用 细胞间通讯
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基于单细胞测序数据揭示铁死亡相关差异基因白细胞介素33在肝细胞癌发育早期阶段内皮细胞中的作用
6
作者 罗淑丹 王多祥 +3 位作者 付瑞锋 王灵 王腾蛟 王越 《海军军医大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期785-791,共7页
目的 基于单细胞测序数据对肝细胞癌(HCC)铁死亡相关预后基因的表达状态进行分析,为HCC的精准治疗提供有效靶点。方法 利用癌症基因组图谱(TCGA)数据库和铁死亡相关基因数据库获取HCC患者和正常组织样本的铁死亡相关差异基因,采用最小... 目的 基于单细胞测序数据对肝细胞癌(HCC)铁死亡相关预后基因的表达状态进行分析,为HCC的精准治疗提供有效靶点。方法 利用癌症基因组图谱(TCGA)数据库和铁死亡相关基因数据库获取HCC患者和正常组织样本的铁死亡相关差异基因,采用最小绝对收缩和选择算子(LASSO)回归分析构建风险预后评估模型;利用单细胞测序数据,通过t-分布随机近邻嵌入(tSNE)聚类降维和Monocle包对预后风险基因在不同发育阶段细胞中的表达情况进行分析,并进一步通过CellChat包对预后风险基因在HCC细胞间的相互作用进行分析。结果 共发现25个铁死亡相关差异基因与HCC患者的预后相关。筛选出含5'-核苷酸酶结构域2(NT5DC2)、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)、微管解聚蛋白1(STMN1)和白细胞介素(IL)33(IL-33)4个基因作为HCC预后基因。其中NT5DC2主要在上皮细胞和内皮细胞中表达,IL-33主要在内皮细胞中表达,G6PD和STMN1在细胞中广泛表达;IL-33主要在发育早期阶段的内皮细胞中表达,NT5DC2、G6PD、STMN在不同的发育阶段均有表达;此外IL-33只在发育早期阶段的内皮细胞中与受体存在广泛交互。结论 IL-33作为良性预后基因,在HCC患者发育早期阶段的内皮细胞中特异性表达并发挥作用,提示维持血管内皮细胞的这种原始状态或促进IL-33介导的原始状态内皮细胞铁死亡可能是有效的HCC治疗靶点。 展开更多
关键词 肝细胞癌 预后 铁死亡 单细胞测序 拟时序分析 细胞互作分析 白细胞介素33
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