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基于加权基因共表达网络分析和机器学习的肛瘘潜在生物标志物筛选及实验研究

安徽医科大学学报 2024 11 v.59 1958-1966     字体:

基金项目: 国家自然科学基金项目(编号:82104876);;山东省医药卫生科技发展计划项目(编号:2017WS802);;山东省中医药科技发展计划项目(编号:2019-0379)~~

作者:庞雪;

关键词:肛瘘;;加权基因共表达网络分析;;机器学习;;生物标志物;;免疫浸润

DOI:10.19405/j.cnki.issn1000-1492.2024.11.010

〔摘 要〕 目的 利用加权基因共表达网络分析(WGCNA)、机器学习算法、免疫浸润分析和动物实验筛选肛瘘(AF)潜在的生物标志物。方法 下载基因表达数据库中包含AF和瘘管旁组织(PF)的转录组数据进行差异分析,对差异表达基因(DEGs)进行基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析。整合WGCNA结果和DEGs,筛选AF相关基因。利用最小绝对收缩和选择算子(LASSO)、支持向量机递归特征消除(SVM-RFE)和随机森林(RF)等机器学习方法筛选AF的潜在生物标志物,并进行免疫浸润分析,复制AF大鼠模型进行验证。结果 共获得377个DEGs,主要富集在B细胞受体信号通路、趋化因子信号通路等。机器学习算法筛选出AF的潜在生物标志物基质金属蛋白酶13(MMP13)。AF样本中记忆B细胞、浆细胞、M0巨噬细胞、M1巨噬细胞比例高于PF样本,静息CD4记忆T细胞、静息树突细胞比例低于PF样本。MMP13与M0巨噬细胞、活化肥大细胞和幼稚B细胞呈正相关;与静息肥大细胞呈负相关。实验结果显示,大鼠AF样本中MMP13表达水平高于对照组。结论 AF发病涉及多种免疫细胞和信号通路,MMP13在AF组织中表达显著增高,与多种免疫细胞具有相关性,可能成为AF潜在的生物标志物。