تحليل خصائص التعبير الجيني المشترك بين التهاب المفاصل الروماتويدي ومتلازمة التمثيل الغذائي وتقييم القيمة التشخيصية

Ding Yun-Fa ,  

Deng An-Xia ,  

Qi Teng-Fei ,  

Zhang Hong-Bin ,  

Yu Hao ,  

Wu Liang-Ping ,  

摘要

الهدف هو استخدام طرق المعلوماتية الحيوية لتحليل خصائص التعبير الجيني المشتركة بين التهاب المفاصل الروماتويدي (RA) ومتلازمة التمثيل الغذائي (Mets)، واستخراج العلامات البيولوجية المحتملة وتقييم قيمتها التشخيصية. الطريقة تعتمد على مجموعات بيانات المصفوفات الدقيقة من قاعدة بيانات التعبير الجيني الشامل (GEO) لدراسة نمط التعبير الجيني لـ RA وMets. تم استخدام تحليل الجينات مختلفة التعبير (DEGs) وتحليل شبكة التعبير الجيني المشترك الوزني (WGCNA) لتحديد الجينات المشتركة بين RA وMets، مع توضيح وظائف هذه الجينات من خلال تحليل الجينات المخصصة (GO) و موسوعة كيوتو للجينات والمسارات الجينية (KEGG) وشبكة التفاعل البروتيني-البروتيني. تم التعرف على الجينات المحورية الأساسية المشتركة باستخدام خوارزميات الغابات العشوائية وطريقة الانكماش والاختيار بأقل قدر من القيمة المطلقة (LASSO)، بالإضافة إلى التحقق من العلاقة السببية بين الجينات المحورية وRA عن طريق التحليل العشوائي لمندل، واستخدام تقنية التعلم الآلي XGBoost لبناء نموذج تشخيصي تنبؤي. تم تقييم العلاقة بين الجينات المحورية وتغلغل الخلايا المناعية والمسارات الأيضية من خلال CIBERSORT وتحليل تغير مجموعة الجينات (GSVA)، وتم التحقق من دور وتعبير هذه الجينات المحورية باستخدام بيانات تسلسل الرنا أحادي الخلية وعينات الدم السريرية. النتائج أظهرت تحليل مجموعتي البيانات GSE93777 وGSE98895 باستخدام حزمة R limma، حيث تم تحديد 259 و280 من DEGs على التوالي، وباستخدام تقنية WGCNA تم تحديد 88 جينا مميزًا مشتركًا في RA وMets، وهذه الجينات كانت مرتبطة بشكل كبير بالاستجابة المناعية وتنظيم العمليات الأيضية الحيوية. تم اختيار 24 جينا محورياً مشتركاً باستخدام التعلم الآلي، وتم استخدامها بفعالية في تطوير نموذج التنبؤ بالتشخيص. أظهرت تقييمات CIBERSORT وGSVA أن هذه الجينات المحورية مرتبطة بشكل وثيق بالوظيفة المناعية والأنشطة الأيضية في الدم المحيطي، مع وجود علاقة سببية محتملة بين STAT3 وخطر RA حسب تحليل مندل العشوائي. تم التحقق من كفاءة التشخيص البارزة لجينات غرانزيما A (GZMA) وعامل التنشيط الإشاري والنقل الواصل 3 (STAT3) في نتائج تسلسل RNA أحادي الخلية. الخلاصة تم تحديد الجينات التنظيمية الرئيسية المشتركة بين RA وMets بنجاح؛ ترتبط جينات GZMA وSTAT3 إيجابياً بعملية التمثيل الغذائي للطاقة، وقد تكون المسارات الأيضية التي تشارك فيها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالنشاط الخلوي.

关键词

التهاب المفاصل الروماتويدي; المعلوماتية الحيوية; التعلم الآلي; الخلية الوحيدة; متلازمة التمثيل الغذائي

阅读全文