SerpinG1:与稳定性冠心病和慢性完全闭塞患者冠状动脉侧支循环不良相关的新型生物标志物

SerpinG1: A Novel Biomarker Associated With Poor Coronary Collateral in Patients With Stable Coronary Disease and Chronic Total Occlusion

作者信息Shuai Chen, Le-Ying Li, Zhi-Ming Wu, Yong Liu, Fei-Fei Li, Ke Huang, Yi-Xuan Wang, Qiu-Jing Chen, Xiao-Qun Wang, Wei-Feng Shen, Rui-Yan Zhang, Ying Shen, Lin Lu, Feng-Hua Ding, Yang Dai
PMID36515245
发布时间2022-12
DOI10.1161/JAHA.122.027614

实验完整度

基于公共微阵列数据(GSE7547)进行WGCNA和差异表达分析,并在独立临床队列(522例)中通过ELISA验证血清serpinG1水平,结合回归分析和ROC曲线评估诊断价值。

主要模型

人类单核细胞表达谱(GSE7547) 稳定型心绞痛合并CTO患者队列(522例)

重点核对

GSE7547数据集的样本特征(GAR n=18,BAR n=19) WGCNA分析参数(power=7,minClusterSize=50) 患者纳入排除标准(排除CABG、近期PCI等) Rentrop评分分级(BAR=0-1,GAR=2-3) 血清serpinG1 ELISA检测(CSB-EL021086HU,稀释1:1000)

摘要

背景:本研究旨在探索慢性完全闭塞患者冠状动脉侧支循环形成的预测性生物标志物。方法与结果:利用从基因表达综合数据库下载的微阵列表达谱数据,构建加权基因共表达网络分析以分析潜在模块与冠状动脉侧支循环形成之间的关系,并筛选枢纽基因。随后,在一个独立的患者队列(包括299名良好动脉生成反应者和223名不良动脉生成反应者)中鉴定并验证了枢纽基因。加权基因共表达网络分析显示,浅青色模块中的SERPING1是唯一与基因模块和临床特征均高度相关的基因。不良动脉生成反应者血清serpinG1水平显著高于良好动脉生成反应者(472.53±197.16对314.80±208.92 μg/mL;P<0.001),且与Rentrop评分呈负相关(Spearman r=−0.50;P<0.001)。受试者工作特征曲线分析表明,血清serpinG1预测不良动脉生成反应者的曲线下面积为0.77(95% CI,0.72–0.81;P<0.001)。在调整传统心血管危险因素后,血清serpinG1水平(每SD)仍是不良动脉生成反应者的独立危险因素(比值比,2.20 [95% CI,1.76–2.74];P<0.001)。结论:我们的研究结果表明,通过加权基因共表达网络分析筛选出的SERPING1与慢性完全闭塞患者的不良侧支循环形成相关。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
探讨与慢性完全闭塞患者冠状动脉侧支循环形成相关的潜在生物标志物。
核心机制
serpinG1可能通过抑制炎症细胞浸润和调节血管内皮通透性而抑制侧支循环形成,但具体机制尚需进一步研究。
主要证据
WGCNA显示SERPING1是浅青色模块中与BARs显著相关的唯一基因;独立队列中血清serpinG1水平在BARs组显著升高,且与Rentrop评分负相关(r=-0.50),并独立预测BARs(OR=2.20)。
研究意义
serpinG1可能作为识别稳定型心绞痛合并CTO患者不良侧支循环形成的风险因素,并为改善临床结局提供依据;同时提示补充serpinG1治疗的患者需更谨慎评估其临床获益。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

数据获取与预处理

获取微阵列表达数据并进行质量控制,为WGCNA分析做准备。

从GEO数据库下载GSE7547数据集,筛选出36个单核细胞样本(18个GAR,18个BAR),取技术重复的平均值作为表达值,并排除离群样本。

2

加权基因共表达网络构建

识别与冠状动脉侧支循环相关的共表达模块。

选取表达方差最高的25%基因(6398个),使用WGCNA构建共表达网络,确定软阈值power=7,设置minClusterSize=50,共获得16个模块。

3

模块-性状相关性分析及枢纽基因筛选

识别与BARs显著相关的模块,并从中筛选枢纽基因。

计算模块与BARs的相关系数,浅青色模块显著相关(r=0.36,P=0.03)。对浅青色模块中的差异表达基因(14个)进行GO富集分析,并依据与模块和临床性状的相关性、表达差异及分泌蛋白特性筛选出SERPING1作为枢纽基因。

4

独立队列验证

在独立临床队列中验证血清serpinG1水平与不良侧支循环的关系。

纳入522例稳定型心绞痛合并CTO患者,通过ELISA检测血清serpinG1水平,比较BARs与GARs组水平,分析其与Rentrop评分的相关性,并通过多变量逻辑回归和ROC曲线评估其预测价值。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
日立912分析仪Roche Diagnostics--
ELISA试剂盒(CSB-EL021086HU)CUSABIOCSB-EL021086HU
Sentrix HumanRef-8 v2表达芯片--GPL5104

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
生物信息学分析
GSE7547数据集的样本数量(GAR=18,BAR=19,但处理后有36个样本)、软阈值power=7、minClusterSize=50、差异表达阈值(|log2FC|>0.25,P<0.05)。
阅读提示:Methods部分:Acquiring and Preprocessing the Microarray Data、Construction of the Weighted Gene Coexpression Network、Identification of Differentially Expressed Genes
患者纳入与分组
纳入标准(稳定型心绞痛、CTO>3个月)、排除标准(CABG史、3个月内PCI、心衰III/IV级等)、分组标准(Rentrop评分:BAR=0-1,GAR=2-3)。
阅读提示:Methods部分:Study Population、Coronary Angiography
血清生物标志物检测
样本采集时间(造影当天空腹)、储存条件(-80℃)、ELISA试剂盒(CSB-EL021086HU)、样本稀释倍数(1:1000)。
阅读提示:Methods部分:Biochemical Studies
统计分析
连续变量正态性检验、组间比较方法(t检验和χ2检验)、相关分析(Pearson/Spearman)、多变量逻辑回归模型调整变量(性别、年龄、BMI、高血压、糖尿病、吸烟等)、ROC分析及DeLong比较。
阅读提示:Methods部分:Statistical Analysis