目的 基于单细胞测序与微阵列芯片数据,系统探索溃疡性结肠炎(UC)的潜在治疗靶点及分子亚型特征,为疾病分型与个体化治疗提供分子依据。
方法 从GEO数据库获取UC相关单细胞测序数据集GSE182270,选取3例UC样本与3例正常样本进行质量控制与分析,识别并注释12个细胞亚群。基于各亚群差异表达基因(DEGs)并结合炎症因子基因集筛选关键基因。随后下载并整合转录组数据集GSE75214与GSE87473,共包含203例UC样本与32例正常样本。利用sva包去除批次效应,limma包进行标准化处理,构建统一的UC表达矩阵。通过一致性聚类识别UC分子亚型,并采用主成分分析(PCA)验证亚型间的差异。免疫组化验证关键基因在UC样本中的表达。连续变量比较采用配对t检验,非正态分布变量采用Wilcoxon符号秩检验,多组间比较分析采用单因素方差分析。
结果 共筛选出17个在UC样本中上调的关键基因(P < 0.05),包括CCL2、CCL20、CD14、CD48、CD69、CXCL10、F3、GPR183、IL-1β、IL7R、CXCL8、LCK、NAMPT、NFKBIA、PDPN、PLAUR、TIMP1。PCA显示,基于关键基因的一致性聚类能够有效区分不同UC分子亚型。HLA家族基因(HLA-B、HLA-C、HLA-DMA、HLA-DMB、HLA-DPA1、HLA-DQB1、HLA-F等17个)及37个免疫检查点基因在亚型4中表达升高,而HHLA2在亚型3中高表达(P < 0.05)。上述差异表达提示不同亚型存在免疫微环境特征差异。免疫组化显示,与对照组比较,3个核心基因编码的蛋白IL-1β,TIMP1和HLA-F在UC组中表达升高。
结论 整合单细胞测序与转录组数据揭示,HLA家族及免疫检查点基因的差异表达可反映UC的分子亚型特征。IL-1β,TIMP1和HLA-F等基因在UC中具有重要的致病与调控作用,可能作为潜在的分子靶点,为UC的精准分型与个体化治疗提供新的生物学依据。