發(fā)布時(shí)間： 2025-10-16 10:47:39
強(qiáng)直性脊柱炎（AS）的診斷與治療，或許即將迎來全新的生物標(biāo)志物！一項(xiàng)發(fā)表在《Ann Med》雜志上的研究，通過先進(jìn)的生物信息學(xué)分析，精準(zhǔn)鎖定自然殺傷（NK）細(xì)胞在AS中的關(guān)鍵作用，并成功揪出6個(gè)與之相關(guān)的“核心基因”。它們不僅有望成為精準(zhǔn)診斷的利器，更可能為未來治療打開新的大門。快來一起看看這項(xiàng)有趣的研究吧！
題目：揭示自然殺傷細(xì)胞在強(qiáng)直性脊柱炎中的作用：識(shí)別診斷生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)
雜志：Ann Med
影響因子：IF=4.3
發(fā)表時(shí)間：2025.01.24
AS是一種累及中軸關(guān)節(jié)的慢性自身免疫性疾病，免疫細(xì)胞在AS的發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵作用。本研究結(jié)合生物信息學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，探討自然殺傷（NK）細(xì)胞在AS中的作用。
1、GSE25101（包含16名AS患者和16名正常對(duì)照者的PBMC）。
2、GSE73754（包含52名AS患者和20名正常對(duì)照者的全血）。
3、GSE194315（包含10名AS患者和29名健康個(gè)體的PBMCscRNA-seq數(shù)據(jù)）。
4、另一個(gè)關(guān)于腫瘤壞死因子‐α(TNF‐α)阻滯劑治療AS的scRNA數(shù)據(jù)來自JingLiu的研究。
選取GSE25101和GSE73754兩個(gè)芯片數(shù)據(jù)集，和GSE194315 scRNA-seq數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行差異表達(dá)基因（DEG）、功能富集分析和加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析（WGCNA），識(shí)別共表達(dá)基因的關(guān)鍵模塊和參與NK細(xì)胞功能的基因。利用ROC曲線、邏輯回歸分析和列線圖評(píng)估關(guān)鍵基因的診斷價(jià)值，并采用實(shí)時(shí)PCR（RT-PCR）定量基因表達(dá)。
1、DEG篩選和通路富集分析
在GSE73754中的AS和健康樣本之間共鑒定出88個(gè)上調(diào)基因和43個(gè)下調(diào)基因，在GSE25101中鑒定出94個(gè)上調(diào)基因和107個(gè)下調(diào)基因。DEG的GO富集分析表明GSE73754中涉及NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用（圖1A），而在GSE25101中涉及細(xì)胞因子產(chǎn)生的正向調(diào)控（圖1C）。GSEA分析進(jìn)一步證實(shí)了GSE73754和GSE25101數(shù)據(jù)集中NK細(xì)胞介導(dǎo)的免疫的富集，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖1B,D）。
2、共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建
通過WGCNA分析鑒定出27個(gè)共表達(dá)基因模塊，去除4個(gè)保守性較差的基因模塊后，共獲得23個(gè)共表達(dá)基因模塊。通過相關(guān)性分析，識(shí)別出與富集分?jǐn)?shù)相關(guān)的基因模塊（圖2A-C），并根據(jù)熱圖發(fā)現(xiàn)MElightyellow模塊與NK細(xì)胞介導(dǎo)的免疫通路相關(guān)性最高（圖2D）。
3、選定基因的診斷預(yù)測(cè)價(jià)值
使用維恩圖確定了6個(gè)關(guān)鍵基因（IL2RB、CD247、PLEKHF1、EOMES、S1PR5、FGFBP2）（圖3A）。使用ROC曲線和AUC值評(píng)估了這些基因的診斷價(jià)值，發(fā)現(xiàn)AUC值范圍為0.65至0.87，表明診斷價(jià)值中等到高等（圖3B-C）。然后，使用邏輯回歸構(gòu)建了診斷預(yù)測(cè)模型，并使用列線圖將結(jié)果可視化（圖3D-F）。通過校準(zhǔn)測(cè)試，p值為0.935（GSE73754）和0.812（GSE25101），表明模型擬合良好。GSE7375的AUC值為0.878，GSE25101的AUC值為0.805，表現(xiàn)出良好的判別能力（圖3E-G）。
進(jìn)一步分析了這六個(gè)基因在兩個(gè)數(shù)據(jù)集中的表達(dá)情況及其與富集分?jǐn)?shù)的相關(guān)性。其中，IL2RB、CD247、S1PR5和FGFBP2在兩個(gè)數(shù)據(jù)集中AS組和健康組之間均存在差異表達(dá)（圖4A–B）。此外，IL2RB、PLEKHF1、EOMES、S1PR5和FGFBP2的表達(dá)與NK介導(dǎo)的免疫通路富集分?jǐn)?shù)呈顯著相關(guān)性（圖4C–D）。
4、ScRNA-seq分析、聚類和基因表達(dá)
利用來自GSE194315的scRNA-seq數(shù)據(jù)探討了上述六個(gè)基因在NK細(xì)胞中的作用。發(fā)現(xiàn)除EOMES外，NK細(xì)胞中這六個(gè)基因的平均表達(dá)水平高于其他細(xì)胞（圖5A）。進(jìn)一步分析NK細(xì)胞中的基因表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)AS組和對(duì)照組之間的CD247、PLEKHF1、EOMES、S1PR5和FGFBP2存在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異（圖5B）。
5、樞紐基因表達(dá)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
作者量化了這六個(gè)基因在AS患者和健康對(duì)照者外周血中的表達(dá)水平，結(jié)果顯示，表達(dá)最高的基因是FGFBP2，而表達(dá)最低的基因是PLEKHF1（圖6）。值得注意的是，與健康供體相比，這六個(gè)基因中有五個(gè)在AS患者中的表達(dá)顯著降低，分別是CD247、EOMES、FGFBP2、IL2RB和S1PR5。
6、TNF‐α阻滯劑治療后的基因上調(diào)
為了闡明TNF-α阻滯劑對(duì)NK細(xì)胞的影響，作者分析了JingLiu的TNF-α阻滯劑治療AS患者NK細(xì)胞的scRNA數(shù)據(jù)。與治療前的AS患者相比，治療后的AS患者的PLEKHF1、S1PR5和FGFBP2表達(dá)上調(diào)，表明TNF-α阻滯劑療法逆轉(zhuǎn)了AS中的NK細(xì)胞失調(diào)（圖7）。
綜上所述，生物信息分析強(qiáng)調(diào)了NK細(xì)胞在AS發(fā)病機(jī)制中的重要作用，并鑒定出IL2RB、CD247、PLEKHF1、EOMES、S1PR5和FGFBP2是與NK細(xì)胞相關(guān)的關(guān)鍵基因，這些基因可能作為診斷生物標(biāo)志物，并為該疾病提供新的治療靶點(diǎn)。此外，RT-PCR表明，AS患者外周血中IL2RB、CD247、EOMES、S1PR5和FGFBP2的水平降低。值得注意的是，TNF-α阻滯劑治療可逆轉(zhuǎn)這種降低。然而，NK細(xì)胞及其關(guān)鍵基因在AS發(fā)病機(jī)制中的作用仍需進(jìn)一步研究。
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