DPT作为急性A型主动脉夹层新型诊疗标志物的多组学验证及功能机制研究

《Cardiovascular Therapeutics》：Potential Diagnostic and Therapeutic Uses of DPT in Acute Type A Aortic Dissection

本文通过整合GEO数据库转录组数据（GSE52093/GSE98770）与实验验证，首次揭示细胞外基质蛋白DPT在急性A型主动脉夹层（ATAAD）中显著下调，并通过调控人主动脉平滑肌细胞（HASMCs）迁移/增殖影响疾病进程。研究通过差异基因分析、WGCNA共表达网络、PPI互作筛选出DPT、ITGA5、HGF、PLAUR四个关键基因，经qPCR、免疫荧光、Transwell/CCK-8实验证实DPT的诊断价值（AUC=0.96）及功能作用，为ATAAD的早期诊断和靶向治疗提供新靶点。

　　

1. 引言

急性A型主动脉夹层（ATAAD）作为心血管系统中的危急重症，其病理特征表现为主动脉内膜撕裂后血液涌入动脉壁分层形成假腔，发病14天内死亡率高达33%-50%。目前临床依赖影像学诊断且缺乏特异性生物标志物，导致早期诊断困难和治疗窗口受限。本研究通过整合基因表达综合数据库（GEO）中ATAAD相关转录组数据，结合人主动脉平滑肌细胞（HASMCs）功能实验，旨在挖掘ATAAD的关键分子靶点。研究聚焦细胞外基质（ECM）稳态调控机制，首次发现 dermatopontin（DPT）基因在ATAAD中的表达异常及其功能影响。

2. 材料与方法

2.1 数据获取与预处理：从GEO数据库获取GSE52093（5正常/7 ATAAD）、GSE98770（5正常/6 ATAAD）作为训练集，GSE153434（10正常/10 ATAAD）用于独立验证。通过R语言"limma"包进行批次效应校正和标准化。

2.2 差异表达分析：设定筛选标准为调整后p值<0.05且|log₂FC|≥1，共识别441个差异表达基因（DEGs），其中164个上调、277个下调。

2.3 加权基因共表达网络分析（WGCNA）：软阈值功率β=16时构建尺度无关网络，识别出与ATAAD最相关的棕色模块（相关系数0.68, p<0.001）。

2.4 功能富集分析：通过"clusterProfiler"进行GO/KEGG富集，显著通路包括PI3K-Akt信号、ECM-受体相互作用、黏着斑形成等。

2.5 蛋白互作网络（PPI）与核心基因筛选：STRING数据库构建PPI网络，CytoHubba插件筛选前30个枢纽基因，与WGCNA棕色模块取交集获得DPT、ITGA5、HGF、PLAUR四个关键基因。

2.6 实验验证：收集14例临床主动脉组织（6正常/8 ATAAD）进行qPCR验证；免疫荧光检测蛋白表达；通过siRNA干扰DPT表达后，采用CCK-8、Transwell、划痕实验评估HASMCs增殖迁移能力。

3. 结果

3.1 关键基因表达验证：训练集与独立数据集均显示DPT在ATAAD组织中显著下调（p<0.0001），而ITGA5、HGF、PLAUR上调。qPCR结果与转录组数据一致（DPT表达量下降约70%）。

3.2 诊断效能评估：ROC曲线分析显示DPT的曲线下面积（AUC）达0.96，ITGA5为0.99，提示优异诊断潜力。

3.3 蛋白水平验证：免疫荧光显示ATAAD组织中DPT平均荧光强度降至正常组的32%（p<0.01），其余三个基因蛋白表达均显著升高。

3.4 功能实验揭示DPT作用机制：DPT敲减后HASMCs迁移能力增强（Transwell迁移细胞数中位数从58升至125，p<0.0001），而增殖活性在CCK-8 assay中显著抑制（48小时吸光度下降约40%）。

3.5 通路关联性：富集分析表明关键基因密集参与ECM重构相关通路，其中DPT通过整合素结合域影响TGF-β信号转导，进而调控平滑肌细胞表型转换。

4. 讨论

本研究通过多组学整合策略揭示DPT作为ECM成分在维持主动脉壁稳定性中的新功能。其表达下调可能通过破坏胶原纤维组装（与decorin相互作用）、增强金属蛋白酶活性，导致血管中层结构完整性丧失。上调的ITGA5则可能通过激活PI3K-Akt通路促进病理性血管重塑，而HGF/PLAUR的过表达与炎症细胞浸润及ECM降解密切相关。值得注意的是，DPT在肿瘤转移中已知的抑制功能与其在ATAAD中保护作用的相似性，提示ECM调控机制的跨疾病保守性。

5. 研究局限性

当前样本量较小且缺乏循环血液标志物验证，未来需通过大样本多中心研究及单细胞测序进一步明确DPT在血管细胞亚群中的特异性作用。动物模型实验将有助于验证DPT靶向治疗的可行性。

6. 结论

DPT作为ATAAD潜在诊断生物标志物和治疗靶点，其调控HASMCs行为的功能为理解主动脉夹层病理机制提供新视角。联合ITGA5/HGF/PLAUR的分子网络可能成为未来多靶点干预策略的基础。