单细胞测序数据识别牙周炎患者的差异表达基因和免疫细胞亚型OA

背景:牙周炎是一种慢性炎症性疾病,既往研究多聚焦于特定免疫细胞或细胞因子,因此,对于系统深入阐明牙周炎的免疫机制、发现新的干预靶点具有重要意义。目的:分析牙周炎相关的免疫细胞亚群表达谱及与其有因果关系的关键差异表达基因,探索牙周炎与免疫细胞动力学的可能分子作用机制及关键基因。方法:牙周炎的单细胞RNA测序数据来自GEO数据库以解析免疫细胞亚群异质性并识别差异表达基因。通过表达数量性状位点(eQTL)数据进行孟德尔随机化分析以推断免疫细胞基因表达与牙周炎风险之间的因果关系,对筛选出的因果关联基因进行通路富集及免疫浸润分析以揭示差异表达基因及免疫细胞与牙周炎发生发展的关联,CellChat轨迹分析探索细胞间通讯。为验证关键发现,收集20例石河子大学第一附属医院口腔科确诊牙周炎患者的牙龈组织(牙周炎组)及20例来自正畸拔牙或阻生牙拔除患者的健康牙龈组织样本(对照组),采用RT-qPCR及免疫组化检测关键基因的表达。结果与结论:综合分析确定了牙周炎中23个免疫细胞簇及3个与牙周炎风险存在显著因果的关键基因(膜联蛋白A1、溶质载体家族11成员1和波形蛋白)。通路富集分析揭示了它们参与了关键的免疫调节机制。免疫亚型受体配体及关键细胞亚型轨迹等进一步分析表征揭示了膜联蛋白A1、溶质载体家族11成员1和波形蛋白在疾病进展中的不同作用。与健康对照组比较,牙周炎组织中膜联蛋白A1、溶质载体家族11成员1和波形蛋白mRNA表达水平上调(P<0.05)。此研究揭示了牙周炎中免疫细胞亚群的关键作用,并验证出与牙周炎有因果关系的关键基因(膜联蛋白A1、溶质载体家族11成员1、波形蛋白)。