يتم تقديم النتائج الرئيسية للدراسة المقترحة هنا ، بما في ذلك التحليلات المختلفة التي أجريت لتوضيح الآليات الجزيئية الكامنة وراء NAFLD و MI.
تحديد DEGs
في مجموعة البيانات GSE89632 ، تم تحديد 76 جينا منظما و 20 جينا منظما على أنها NAFLD-DEGs (الشكل 2 ب ، د) ، بينما كشفت مجموعة البيانات GSE66360 عن 118 جينا منظما و 8 جينا منظما لأسفل مثل MI-DEGs (الشكل 2C ، E). بعد ذلك ، تم اشتقاق DEGs المشتركة من التداخل بين NAFLD-DEGs و MI-DEGs ، وتحديد 13 DEGs عالية التنظيم و 1 DEG منخفض التنظيم بين DEGs المشتركة (الشكل 2 أ).
يوفر تحديد DEGs الفريدة ل NAFLD و MI ، بالإضافة إلى تلك الشائعة في كلا الاضطرابين ، رؤى قيمة حول العمليات الجزيئية الكامنة وراء هذه الأمراض. يساعد فهم أنماط التعبير الجيني المميزة والمشتركة المرتبطة بكلتا الحالتين على توضيح الفيزيولوجيا المرضية ل NAFLD و MI وقد يحدد الأهداف الجزيئية المحتملة للتدخل العلاجي. يمكن أن يكشف المزيد من التحقيق في DEGs المشتركة عن المنظمين أو المسارات الهامة الأساسية للتفاعل بين هذين الاضطرابين ، مما يسهل تطوير علاجات مستهدفة تهدف إلى التخفيف من النتائج الصحية السلبية المرتبطة ب NAFLD و MI.
تحليل التخصيب
كشف تحليل GO أن DEGs NAFLD تم إثرائها بشكل أساسي في العمليات البيولوجية التالية (BP): تمايز الخلايا الدهنية ، والاستجابة لعديدات السكاريد الدهنية ، وعمليات الكائنات الحية متعددة الخلايا (ص < 0.05 ، الشكل 3 أ). بالنسبة للمكونات الخلوية (CC) ، ارتبطت NAFLD DEGs بشكل أساسي بمركب الفوسفاتيديلينوزيتول 3-كيناز ، والتجويف الحبيبي الإفرازي ، وتجويف الحويصلة السيتوبلازمية (ص < 0.05 ، الشكل 3 أ). من حيث الوظيفة الجزيئية (MF) ، تضمنت الأنشطة الرئيسية نشاط منظم فوسفاتيديلينوسيتول-3-كيناز ، ونشاط منشط النسخ المرتبط بالحمض النووي (بوليميراز الحمض النووي الريبي) ، ونشاط منشط النسخ العام لربط الحمض النووي (ص < 0.05 ، الشكل 3 أ).
بالنسبة ل MI-DEGs ، أظهر تحليل ضغط الدم التخصيب في الانجذاب الكيميائي للكريات البيض ، وتنشيط الكريات البيض النخاعية ، والجهاز الكيميائي للخلية (ص < 0.05 ، الشكل 3 ب). سلط تحليل CC الضوء على التخصيب في الحبيبات الثلاثية ، والحبيبات الغنية بالفيكولين 1 ، والتجويف الحبيبي الإفرازي (ص < 0.05 ، الشكل 3 ب). كشف تحليل MF عن إثراء نشاط مستقبلات التعرف على الأنماط ، وارتباط مستقبلات RAGE ، ونشاط المستقبلات المناعية (ص < 0.05 ، الشكل 3 ب).
أشار تحليل تخصيب KEGG إلى أن NAFLD-DEGs تم إثرائها بشكل كبير في المسارات التالية: IL-17 ، AGE-RAGE ، TNF ، تمايز ناقضات العظم ، الملاريا ، التهاب المفاصل الروماتويدي ، مرض شاغاس ، ومسارات إشارات JAK-STAT (ص < 0.05 ، الشكل 3 ج). تم إثراء MI-DEGs في IL-17 ، TNF ، استقلاب الدهون وتصلب الشرايين ، وإشارات المستقبلات الشبيهة بالحصيلة ، وإشارات مستقبلات الليكتين من النوع C ، وداء الفيلقية ، والتهاب المفاصل الروماتويدي ، ومسارات إشارات NF-κB (ص < 0.05 ، الشكل 3 د). أظهر تحليل إثراء أنطولوجيا المرض (DO) أن أفضل ثلاثة DEGs لكل من NAFLD و MI كانت مرتبطة بشكل كبير بتصلب الشرايين وأمراض القلب والأوعية الدموية تصلب الشرايين وتصلب الشرايين (ص < 0.05 ، الشكل 3E-F).
تحليل مخططات شبكة PPI
في مخطط شبكة PPI ل NAFLD ، تم تحديد 92 عقدة و 250 حافة ، مما يعكس شبكة معقدة من التفاعلات بين البروتينات المرتبطة بهذه الحالة. وبالمثل ، كشف مخطط شبكة PPI ل MI عن 117 عقدة و 587 حافة ، مما يشير إلى خاصية شبكة أكثر تعقيدا للمشهد الجزيئي لاحتشاء عضلة القلب. بالإضافة إلى ذلك ، حددت مخططات شبكة PPI ل DEGs المشتركة 14 عقدة و 21 حافة ، مما يسلط الضوء على التفاعلات الرئيسية المحتملة بين البروتينات المشتركة بين NAFLD و MI (الشكل 4A-F).
تعتبر شبكات PPI ذات قيمة لبناء وتحليل الأهداف العلاجية وتوفر رؤى مهمة حول الروابط الجزيئية الكامنة وراء NAFLD و MI. تؤكد طبولوجيا الشبكة الفريدة التي لوحظت في NAFLD و MI على الآليات الفيزيولوجية المرضية المتميزة التي تنطوي عليها هذه الأمراض. علاوة على ذلك ، فإن اكتشاف الروابط المشتركة بين DEGs المشتركة يشير إلى مسارات مشتركة محتملة أو شبكات تنظيمية تتوسط التفاعل بين MI و NAFLD. يمكن أن يكشف المزيد من البحث في هذه الروابط عن أهداف جزيئية جديدة للتدخل وتطوير العلاج ، مما قد يوفر خيارات علاجية جديدة لهذه الأمراض المعقدة.
فحص DEGs لمركز المرشحين
تم استخدام خوارزمية SVM-RFE17 للكشف عن DEGs الحاسمة المحتملة ، مما أدى إلى تحديد 6 جينات في GSE89632 و 4 جينات في GSE66360 (الشكل 5 أ ، ب). وبالمثل ، تم استخدام خوارزمية LASSO19 لتحديد DEGs الحاسمة المرشحة ، مما أدى إلى 4 جينات في GSE89632 و 5 جينات في GSE66360 (الشكل 5C ، D). والجدير بالذكر أن مخطط Venn يصور تقاطع DEG المحوري (THBS1) الذي تم تحديده بواسطة تحليلات شبكة SVM-RFE و LASSO و CO-PPI ، مما يؤكد أهميته في كل من التسبب في NAFLD و MI (الشكل 5F).
قدمت خوارزميات التعلم الآلي المتقدمة هذه إطارا قويا لتحديد DEGs الرئيسية المرتبطة ب MI و NAFLD وقدمت رؤى قيمة حول إمكاناتها كأهداف علاجية أو تشخيصية. يسلط تحديد THBS1 كجين محوري من خلال تقنيات تحليلية متعددة الضوء على أهميته في المسارات الجزيئية الكامنة وراء كلا المرضين. يمكن أن يوضح المزيد من البحث حول الأهمية الوظيفية ل THBS1 وتفاعلاته داخل شبكة PPI المشتركة آليات جديدة تربط NAFLD و MI ، مما قد يمهد الطريق للعلاجات المستهدفة واستراتيجيات الطب الدقيق.
القيمة التشخيصية ل DEGs المحور الواحد
تم إجراء تحليل ROC لتقييم الكفاءة التشخيصية ل DEGs المحورية المحددة في كل من مجموعات بيانات NAFLD و MI. كما هو موضح في الشكل 6 أ ، ب ، أظهر THBS1 قوة تمييزية عالية ، مع AUC قدره 0.981 (95٪ CI: 0.949-1.000) في مرضى NAFLD و 0.900 (95٪ CI: 0.834-0.956) في مرضى MI. يسلط الأداء القوي ل THBS1 كمؤشر حيوي تشخيصي الضوء على فائدته المحتملة في التمييز بين NAFLD و MI والضوابط الصحية.
تشير هذه النتائج إلى أن THBS1 يمكن أن يكون بمثابة علامة قيمة لحالة المرض ، مما يوفر للأطباء أداة مفيدة لتقييم المخاطر والتعرف المبكر. لتسهيل دمج THBS1 في الممارسة السريرية وتحسين رعاية المرضى وإدارتهم ، هناك حاجة إلى مزيد من دراسات التحقق لتأكيد دقة التشخيص عبر مجموعات المرضى المتنوعة والبيئات السريرية.
تحليل التسلل المناعي
تم إجراء ssGSEA لتحليل 29 جينا مرتبطا بالمناعة بين NAFLD / MI والمجموعة الضابطة (CON). بالمقارنة مع مجموعة CON ، زاد ارتشاح الخلايا المناعية بشكل كبير في مجموعات NAFLD و MI ، خاصة بالنسبة ل CCR و MHC من الفئة الأولى والعدلات والالتهاب وخلايا Tfh (ص < 0.05 ، الشكل 7 أ ، ب). على العكس من ذلك ، انخفض تسلل الخلايا المناعية بشكل ملحوظ في مجموعات NAFLD و MI بالنسبة لمجموعة CON ، خاصة بالنسبة للخلايا التائية CD8 + ، والنشاط المحلل الخلوي ، والخلايا الليمفاوية المتسللة للورم (TIL) (ص < 0.05 ، الشكل 7C ، D).
تشير هذه النتائج إلى خلل في ارتشاح الخلايا المناعية في كل من NAFLD و MI ، مما يسلط الضوء على المشهد المناعي المعقد المرتبط بهذه الحالات. توفر التغييرات الملحوظة في تكوين الخلايا المناعية رؤى قيمة حول العمليات المناعية الكامنة وراء تطور هذه الأمراض والفيزيولوجيا المرضية. يمكن أن يكشف المزيد من الفهم لهذه الخصائص المناعية عن أهداف علاجية جديدة للتدخل ويدعم تطوير خطط العلاج الفردية بناء على الملامح المناعية للمرضى الذين يعانون من NAFLD و MI.

الشكل 1: تسلسل تصميم نظام دعم القرار الطبي لتحديد THBS1. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: مخططات فين ومخططات البراكين والخرائط الحرارية. (أ) مخطط فين GSE89632 و GSE66360. (ب) مخطط بركان للجينات المعبر عنها تفاضليا (DEGs) في GSE89632. (ج) مخطط بركان ل DEGs في GSE66360. (د) رسم تخطيطي للخريطة الحرارية ل DEGs في GSE89632. (ه) رسم تخطيطي لخريطة حرارية ل DEGs في GSE66360. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: تحليل تخصيب الجينات المعبر عنها تفاضليا (DEGs). (أ) أثنى أكبر خمسة NALFD- DEGs علم الوجود الجيني (GO) في العملية البيولوجية (BP) ، والمكون الخلوي (CC) ، والوظيفة الجزيئية (MF). (ب) تم إثراء GO الخمسة الأوائل MI-DEGs في BP و CC و MF. (ج) أثرت موسوعة كيوتو الثمانية الأولى للجينات ومسارات الإشارات الجينومية (KEGG). (د) قامت أفضل ثمانية MI-DEGs بإثراء مسارات إشارات KEGG. (ه) أفضل خمسة أنطولوجيا مرضية غنية ب NALFD-DEGs (DO). (F) أفضل خمسة MI-DEGs تم تخصيب DO. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: مخططات شبكة التفاعل بين البروتين والبروتين (PPI). (أ) مخطط شبكة PPI لمرض الكبد الدهني غير الكحولي (NAFLD) تم الحصول عليه من منصة String عبر الإنترنت. (ب) مخطط شبكة PPI ل NAFLD تم الحصول عليه من Cytoscape. (ج) مخطط شبكة PPI لاحتشاء عضلة القلب (MI) تم الحصول عليه من منصة String عبر الإنترنت. (د) حصل مخطط شبكة PPI ل MI على Cytoscape. (ه) مخطط شبكة PPI لتفاعلات البروتين. (و) مخطط شبكة PPI ل IL1B و FOS. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: فحص DEGs لمركز المرشحين. (أ) ستة أهداف حائزة حصلت عليها SVM-RFE في NAFLD. (ب) أربعة DEGs حاسمة حصلت عليها SVM-RFE في احتشاء عضلة القلب (MI). (ج) أربعة أهداف حائزة حصلت عليها LASSO في NAFLD. (د) خمسة DEGs حاسمة حصلت عليها LASSO في MI. (E) نتائج DEG واحدة فقط تم الحصول عليها من النتائج المذكورة أعلاه في مخطط Venn. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: القيمة التشخيصية للجينات المعبر عنها تفاضليا (DEGs) لمحور واحد. (أ) منحنيات ROC في NAFLD. (B) منحنيات ROC في MI. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 7: توزيع الخلايا المناعية المتسللة والعلاقة بين THBS1 والخلايا المناعية المتسللة في مرض الكبد الدهني غير الكحولي (NAFLD) واحتشاء عضلة القلب (MI). (أ) توزيع الخلايا المناعية المتسللة في NAFLD. (ب) توزيع الخلايا المناعية المتسللة في MI. (ج) العلاقة بين THBS1 والخلايا المناعية المتسللة في NAFLD. (د) العلاقة بين THBS1 والخلايا المناعية المتسللة في MI. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| اختصار | التسميات |
| الجامعة الأمريكية بالقاهرة | المنطقة تحت المنحنى |
| بي بي | العملية البيولوجية |
| CC | المكون الخلوي |
| يخدع | عناصر التحكم |
| درجه | الجينات المعبر عنها تفاضليا |
| فعل | علم وجود المرض |
| ذهب | علم الوجود الجيني |
| كيج | موسوعة كيوتو للجينات والجينومات |
| لاسو | أقل مشغل انكماش واختيار مطلق |
| وسط | الوظيفة الجزيئية |
| مي | احتشاء عضلة القلب |
| NAFLD | مرض الكبد الدهني غير الكحولي |
| PPI | تفاعل البروتين والبروتين |
| رخ | منحنيات مميزة لمشغل جهاز الاستقبال |
| ssGSEA | تحليل تخصيب مجموعة الجينات أحادية العينة |
| SVM-RFE | دعم إزالة ميزة Vector Machine المتكررة |
| THBS1 | ثرومبوسبوندين 1 |
الجدول 1: معلمات المحاكاة المستخدمة في التجريب.