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【科研动态】学科交叉合作,阐明下肢动脉硬化闭塞症合并克罗恩病发病枢纽基因及功能

来源:血液内科、介入血管外科 浏览次数: 发布时间:2022-08-10
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  2022年6月20日,血液内科李渊主任医师团队与介入血管外科杨敏主任医师团队合作,在《Frontiers in Immunology》杂志在线发表了论著“Neutrophil infiltration characterized by upregulation of S100A8,S100A9,S100A12 and CXCR2 is associated with the co-occurrence of Crohn’s disease and peripheral artery disease”(Q1区,IF=8.79),李渊主任医师和杨敏主任医师为本文共同通讯作者,介入血管外科学术型博士研究生姚子平和张碧辉主治医师为共同第一作者。

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  临床上观察到,克罗恩病患者更容易发生下肢动脉硬化闭塞症。虽然克罗恩病被认为是下肢动脉硬化闭塞症的危险因素,但这两种疾病共存的确切机制仍不清楚,研究共同的枢纽基因可能为阐明二者共同发病机制提供新的思路。

  该研究通过两个基因表达数据集(GSE120642和GSE111889),综合生物信息学和富集分析鉴定与下肢动脉硬化闭塞症合并克罗恩病发病机制相关的枢纽基因及功能,并在GSE95095与GSE134431中进行了验证。最后,成功鉴定出四个重要的枢纽基因(S100A8,S100A9,S100A12,CXCR2),并发现这四个基因与中性粒细胞的浸润程度呈正相关。进一步地,通过单基因GSEA富集分析的方法,研究团队发现这些基因在中性粒细胞活化、迁移、趋化等通路中显著富集。此项研究成果有助于阐明克罗恩病和下肢动脉硬化闭塞症共同发病的发病机制,并为治疗提供新的靶点。

  主要研究结果:

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图1通过对GSE111889和GSE120642的差异基因进行分析并取重合,得到共同的差异基因

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图2对两病共同的差异基因进行GO及KEGG功能富集分析,发现其功能主要集中于中性粒细胞等免疫细胞的趋化、迁移等功能

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图3对共同差异基因进行了蛋白互作网络的构建,并使用cytoscape软件进行了hub gene的筛选

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图4在GSE95095及GSE134431中对hub gene进行了验证,最终得到了S100A8,S100A9,S100A12,CXCR2四个枢纽基因

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图5使用ssGSEA方法对PAD患者及CD患者的23种免疫细胞的浸润程度进行了评分,并分别计算枢纽基因与各个免疫细胞的相关性,发现这四个基因与中性粒细胞的浸润程度呈显著正相关

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图6进一步,通过单基因GSEA富集分析的方法,研究团队发现这些基因在中性粒细胞活化、迁移、趋化等通路中显著富集。

  血液内科李渊主任医师团队与介入血管外科杨敏主任医师团队已开展了深入的交叉合作。在此基础上,李渊主任医师团队在间充质干细胞治疗血管新生性疾病方向已陆续发表6篇Q1区SCI论著(影响因子累计47.9),并获得国家自然科学基金面上项目、北京市自然科学基金面上项目、北京大学临床医学+X青年专项等多项基金的资助。血液内科和介入血管外科的学科交叉创新研究结出丰硕成果,未来将继续携手,联合攻关,在干细胞再生医学领域取得更多成果。

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研究团队部分成员

  李渊(右二):血液内科,主任医师,副教授,博士生导师,博士后合作导师

  杨敏(右三):介入血管外科,主任医师,副教授,硕士生导师

  张碧辉(左二):介入血管外科,主治医师

  姚子平(左一):介入血管外科,2020级在读学术型博士

  牛国晨(右一):介入血管外科,副主任医师

  (血液内科、介入血管外科)

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