Peng, Zhang与张田田等：鉴定心力衰竭和特发性肺纤维化之间的共同分子机制和诊断生物标志物
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Heliyon
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Identification of shared molecular mechanisms and diagnostic biomarkers between heart failure and idiopathic pulmonary fibrosis
Zhang P.; Geng L.; Zhang K.; Liu D.; Wei M.; Jiang Z.; Lu Y.; Zhang T.; Chen J.; Zhang J.
Published：2024-04-30
DOI：10.1016/j.heliyon.2024.e30086
研究背景
在当今社会，心力衰竭（HF）和特发性肺纤维化（IPF）等疾病已经成为全球公共卫生问题。尽管人们广泛认识到HF和IPF之间的关系，但这两种疾病之间的相互作用机制仍然不明确，早期诊断尤为困难。
研究内容
这项研究利用生物信息学和机器学习的方法，旨在探究IPF和HF之间的共同基因特征、潜在的分子致病原因以及前瞻性的诊断指标。研究通过对HF和IPF的RNA-seq数据集进行分析，利用加权基因共表达网络分析（WGCNA）找到与HF和IPF相关的可能基因。接着使用Kyoto基因和基因本体分析（KEGG和GO）来分析HF和IPF共享的基因。通过cytoHubba和iRegulon算法，建立了基于七个基本诊断指标的竞争性内源RNA（ceRNA）网络，并利用机器学习方法识别了中枢基因。最后，利用外部数据集验证了研究结果。
研究意义
研究发现63个HF和IPF相关模块之间共享的基因，显示细胞外基质（ECM）/结构组织、ECM-受体相互作用、焦点和蛋白消化和吸收是共同基因在GO和KEGG富集分析中最丰富的类别。此外，7个基本基因，包括COL1A1、COL3A1、THBS2、CCND1、ASPN、FAP和S100A12，被认为是HF和IPF共享病理途径中的关键基因，而TCF12可能是最重要的调节转录因子。使用支持向量机递归特征消除（SVM-RFE）模型选择了CCND1和NAP1L3作为HF和IPF的潜在诊断标志物。此外，疾病的发展和诊断标志物可能与免疫细胞有不同程度的关联。
结论：
该研究表明，ECM/结构组织、ECM-受体相互作用、焦点粘附和蛋白消化吸收是IPF和HF的共同病因。此外，CCND1和NAP1L3被确定为HF和IPF的潜在诊断生物标志物。研究结果有助于理解HF和IPF在遗传水平上的共同发病机制，并为早期检测这两种疾病提供潜在的生物学指标。
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