摘要：缺血性脑卒中：指因脑部血液循环障碍，缺血、缺氧所致的局限性脑组织的缺血性坏死或软化，而出现相应的神经系统功能缺损。作为全球第二大死亡原因，缺血性脑卒中具有高发病率、高致残率、高死亡率和高复发率的特点。

文题释义：

缺血性脑卒中：指因脑部血液循环障碍，缺血、缺氧所致的局限性脑组织的缺血性坏死或软化，而出现相应的神经系统功能缺损。作为全球第二大死亡原因，缺血性脑卒中具有高发病率、高致残率、高死亡率和高复发率的特点。

铜死亡：铜作为一种重要的微量元素，参与人体各种生理和生物过程。通过Cu+/Cu2+氧化还原循环的作用，铜作为催化辅因子至少参与30种基本生理活性酶的结构成分，哺乳动物的大脑是最富含铜的器官之一，因此过量的铜或铜缺乏会产生神经毒性作用。

背景：研究表明，缺血性脑卒中的各个过程都有免疫细胞参与，其中铜死亡也起着关键作用。

目的：通过生物信息学筛选出与缺血性脑卒中进展有关的诊断性生物标记物，并对与其发生发展密切相关的铜死亡基因进行分析及验证。

方法：从GEO数据库中获取GSE16561芯片，共包含39例缺血性脑卒中组与24例对照组数据，解析缺血性脑卒中芯片数据的差异表达基因，对差异基因进行GO与KEGG富集分析；通过LASSO和Random Forest法，筛选出影响缺血性脑卒中发生发展的关键基因，建立诊断模型并加以验证；通过免疫细胞浸润与加权基因共表达网络对差异基因进行分析，差异表达的免疫相关基因与铜死亡基因取交集，获得铜死亡免疫相关的Hub基因，并进行体外细胞实验，将大鼠海马神经元细胞分为正常组和缺血性脑卒中组，进行qPCR实验验证。

结果与结论：①差异分析获得573个差异表达基因，主要富集于免疫反应的正向调节等生物学过程和脂质与动脉粥样硬化等信号通路；②机器学习方法筛选出MFN2、PKM2、CREG1、FOXO3A诊断性基因，对缺血性脑卒中可能具有一定的诊断价值；③免疫浸润分析发现浆细胞、NK细胞静息、巨噬细胞等，表明免疫细胞在缺血性脑卒中的发病中发挥着一定作用；④WGCNA结合免疫浸润分析获得118个关键模块基因，与铜死亡基因取交集获得2个铜死亡与免疫特征基因；4个诊断性基因与Hub基因的相关性分析结果显示FOXO3A与MFN2、PKM2与BCL2L1、MTF1与MFN2、ATP7B与BCL2L1的表达具有相关性；⑤qPCR 结果显示，与空白组相比，缺血性脑卒中组基因 MTF1、ATP7B存在显著差异，证实ATP7B、MTF1可作为缺血性脑卒中铜死亡的特征基因，可能通过干预ATP7B、MTF1调节铜死亡来改善缺血性脑卒中。

https://orcid.org/0009-0003-4155-4050(陈莹)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 缺血性脑卒中, 机器学习, 生物信息学, 免疫浸润, 铜死亡, 细胞实验, ATP7B, MTF1

引用本文：陈 莹, 郭晓婧, 莫雪妮, 马 威, 武尚志, 李相玲, 谢婷婷. 缺血性脑卒中诊断性生物标志物解析及靶向铜死亡相关基因的实验验证[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(35): 7562-7570.

来源：中国组织工程研究杂志