Genomics：关键生物标志物驱动蛋白家族成员 20A (KIF20A) 的上调与肺动脉高压相关

研究目标：

肺动脉高压（PAH）是一种严重且危及生命的肺血管疾病，其特征是由肺血管阻力逐渐增加引起的持续升高的肺动脉压力。最终，这可能导致右心衰竭甚至死亡。有人提出，PAH的主要病理生理学机制是肺血管重塑（PVR），这是PAH恶化的主要原因之一。肺动脉平滑肌细胞（PASMCs）的过度增殖和迁移被认为是PVR的主要贡献因素。因此，全面调查导致PVR发展的机制可能为随后的临床干预提供潜在靶点。
基因表达分析和生物信息学的结合已经成为一种强大且广泛应用的方法。近年来，这种方法已经在PAH领域应用于肺组织、肺动脉细胞和血样本的鉴定，有助于确定和理解疾病的病因。特发性肺动脉高压（IPAH）疾病的基因表达微阵列数据可以在Gene Expression Omnibus（GEO）数据库中获取。在他们的研究中，Bowen F等人通过分析GSE113439和GSE130391数据库，确定了涉及IPAH的四个中心基因，包括ASPM、CENPE、NCAPG和TOP2A。此外，已经证明NCAPG促进了PASMCs的增殖。Kewal A及其同事利用单细胞RNA测序技术鉴定了PAH簇中上调的基因，包括KIF18A、MKI67、SPC25和MCM10等。曾宇等人使用CIBERSORT算法在三个微阵列mRNA表达数据集中鉴定了15个与免疫系统潜在相关性的关键基因，如CCL2、LTBP1、SAA等，并且他们的分析显示PAH和正常样本之间的免疫细胞浸润存在显著差异。尽管有许多研究，但相当大一部分仅提供理论预测，没有随后的实证证明。为了确保分析结果的可靠性和准确性，需要进行进一步的实验验证，以供随后的研究使用。

研究方法：

从基因表达 omnibus（GEO）数据库中获取了GSE144274数据。然后，鉴定并分析了特发性肺动脉高压（IPAH）与健康受试者之间的差异表达基因（DEGs）。进行了基因本体论（GO）、京都基因与基因组百科全书（KEGG）的分析，并利用STRING构建了一个蛋白质相互作用（PPI）网络。采用MCODE方法鉴定了核心基因。在体内和体外模型中验证了核心基因的表达水平。最后，基于核心基因在临床血浆样本中的水平进行了ROC分析。

研究结果：

共鉴定了363个DEGs。对这些DEGs的GO分析主要富集在细胞分裂、炎症反应等方面。在KEGG路径分析中，DEGs主要涉及细胞因子-细胞因子受体相互作用、类风湿性关节炎和IL-17信号通路。利用STRING进行的DEGs的PPI网络分析鉴定了62个核心基因。最后，筛选出6个中心基因，分别是KIF18B、SPC25、DLGAP5、KIF20A、CEP55和ANLN，由于它们在PAH中的新颖作用。验证了KIF20A的表达在低氧诱导的肺动脉高压（HPH）小鼠的肺组织和增殖性PASMC中均显著上调。此外，PAH患者的血浆中KIF20A水平升高，用于识别PAH的曲线下面积（AUC）为KIF20A的0.8591。

研究结论：

KIF20A的水平在PAH的进展过程中升高，这表明它可能是PAH的潜在诊断和治疗靶点。

原始出处：

Li L, Xue Q, Zhang M, Yang Z, Wang D, Yan G, Qiao Y, Tang C, Zhang R. Upregulation of the key biomarker kinesin family member 20A (KIF20A) is associated with the pulmonary artery hypertension. Genomics. 2023 Sep 11:110705. doi: 10.1016/j.ygeno.2023.110705. Epub ahead of print. PMID: 37703933.