目的:筛选公共数据库中的基因芯片以获得不同动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)阶段时的测序数据;分别分析筛选出AS形成与进展时期的关键基因及潜在机制,进一步探究不同时期时AS斑块中炎症细胞的浸润情况。方法:设置纳入排除标准,对GEO(Gene Expression Omnibus)数据库及ArrayExpress数据库中的基因芯片进行检索筛选,获取不同AS阶段时的mRNA转录测序数据。根据纳入的芯片数据进行实验分组,将其分为正常对照组、动脉粥样硬化组(AS组);早期AS组、进展期AS组。采用limma R软件包对比分析正常对照组与动脉粥样硬化组之间基因的差异表达情况,获得差异基因。采用R语言程序包将差异基因进行可视化处理,绘制相应的热图和火山图。使用DAVID数据分析平台(https://david-d.ncifcrf.gov/summary.jsp)对差异基因进行GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)分析,探究基因富集的信号通路、细胞功能和生物学过程。使用STRING数据库(https://string-db.org)分析蛋白质之间的相互作用关系,并使用Cytoscape软件制作蛋白互作网络图,进一步分析出其中的枢纽节点作为关键基因。使用WGCNA(Weighted Gene Co-expression Network Analysis)相关的R语言包对差异基因进行加权共表达网络分析,将其细分为不同功能模块,并结合GO分析探究各模块基因的具体生物学功能。根据CIBERSORT官网(https://cibersort.stanford.edu)的免疫细胞单细胞测序数据,使用R语言软件包比对计算出各样本中免疫细胞的浸润情况。同样采用limma R软件包对比分析动脉粥样硬化早期组与动脉粥样硬化进展组之间的差异基因,重复以上所有分析步骤。结果:筛选纳入两个数据芯片GSE43292和GSE28829,动脉粥样硬化组包含了32个颈动脉粥样硬化(Carotid Atherosclerosis,CA)斑块样本,正常对照组包含了32个斑块旁正常血管组织样本,早期AS组包含了13个早期CA斑块组织,进展期AS组包含了16个进展期CA斑块组织样本。AS组较正常组上调基因有75个,下调基因有57个;进展期AS组较早期AS组的上调基因有154个,下调基因有23个。正常对照组与AS组的差异基因(Differentially ExpressedGenes,DEGs)主要富集在补体激活经典途径,循环免疫球蛋白介导的体液免疫应答等生物过程中;而早期AS组与进展期AS组的DEGs主要参与白细胞迁移,炎症反应的调节,免疫效应过程调节,细胞因子产生的正调控以及受体介导的内吞作用。通过PPI(protein-protein interaction)分析得出正常组与AS组中的关键DEGs有MMP9、ITGAX、CD163、CXCL10等基因,而早期AS组与进展期AS组的关键DEGs为TYROBP、FCGR2B、CSF1R、ITGB2。WGCNA分析发现AS组与正常组DEGs主要参与补体激活、体液免疫、蛋白激活、炎症调节、与吞噬作用相关的通路等,早期AS组与晚期AS组的差异基因主要参与补体激活,体液免疫,吞噬相关,血液微粒,肽聚糖、磷脂酸胆碱、铵离子等结合相关的生物学反应等。AS组与AS旁的正常对照组对比,初始B细胞、CD8 T细胞、调节T细胞(Tregs)、活化自然杀伤细胞、单核细胞、静息树突状细胞表达丰度下降,记忆B细胞、活化CD4记忆T细胞表达丰度上升(P<0.05)。进展期与早期相比,初始B细胞、初始CD4 T细胞、调节T细胞(Tregs)、单核细胞所占比例下降,记忆B细胞、M2型巨噬细胞占比上升(P<0.05)。结论:相对于正常组织,动脉粥样硬化形成主要与MMP9、ITGAX、CD163等基因相关,主要有补体激活经典途径、循环免疫球蛋白介导的体液免疫应答等生物学过程参与。相对于动脉粥样硬化早期,进展期的差异基因主要为TYROBP、FCGR2B、CSF1R、ITGB2,主要参与白细胞迁移,炎症反应的调节,免疫效应过程调节,细胞因子产生的正调控以及受体介导的内吞作用等生物学过程。与正常组相比,AS组中记忆B细胞、活化CD4记忆T细胞表达比例上升;而相比于早期AS,在AS进展期,记忆B细胞与M2型巨噬细胞占比上升。