Niet-alcoholische leververvetting (NAFLD) is een belangrijk probleem voor de volksgezondheid met een prevalentie van 25%-30%1. Er is gemeld dat de prevalentie van NAFLD hoog is bij patiënten met diabetes2. De betekenis van NAFLD bij niet-diabetische patiënten is echter nog niet duidelijk. Studies hebben gesuggereerd dat NAFLD een onafhankelijke rol speelt in de pathogenese van atherosclerose 3,4. Bovendien heeft een meta-analyse aangetoond dat NAFLD nauw verbonden is met verkalking van de kransslagader, endotheeldisfunctie en atherosclerose, en naar voren is gekomen als een onafhankelijke cardiovasculaire risicofactor5. Het verband tussen NAFLD en hart- en vaatziekten moet nog verder worden onderzocht.
Myocardinfarct (MI) is een catastrofale ziekte die de gezondheid bedreigt en een aanzienlijke economische last vormt voor patiënten en hun families wereldwijd6. MI is ook een belangrijke doodsoorzaak bij patiënten met NAFLD. Een klinische studie gepubliceerd in het British Medical Journal heeft aangetoond dat het risico op een hartinfarct bij NAFLD-patiënten 1,17 keer groter is dan bij niet-NAFLD-patiënten 7,8. Sommige studies hebben moleculaire routes geïdentificeerd, waaronder ontsteking, oxidatieve stress en lipidenmetabolisme, die bijdragen aan NAFLD-gerelateerde MI 9,10,11. De onderliggende mechanismen die NAFLD en MI met elkaar verbinden, blijven echter onduidelijk. Het is van cruciaal belang om nieuwe biomarkers te identificeren die verband houden met de prognose van NAFLD en MI.
De toenemende prevalentie van NAFLD, die een breed deel van de bevolking treft, onderstreept een belangrijk probleem voor de volksgezondheid, vooral gezien het verband met diabetes. De impact van NAFLD op niet-diabetische patiënten blijft echter slecht begrepen. NAFLD is betrokken bij de pathogenese van atherosclerose en wordt erkend als een onafhankelijke cardiovasculaire risicofactor, die nauw verband houdt met verkalking van de kransslagader, endotheeldisfunctie en atherosclerose. Ondanks deze associaties moeten de precieze mechanismen die NAFLD en hart- en vaatziekten zoals een myocardinfarct (MI) overbruggen, verder worden opgehelderd. MI is wereldwijd een van de belangrijkste doodsoorzaken en legt een aanzienlijke economische last met zich mee. Het risico op MI bij NAFLD-patiënten is aanzienlijk hoger dan bij patiënten zonder NAFLD, wat de noodzaak benadrukt van een beter begrip van de moleculaire routes die deze aandoeningen met elkaar verbinden. Hoewel ontsteking, oxidatieve stress en lipidenmetabolisme zijn gesuggereerd als bijdragende factoren, blijven de exacte mechanismen onduidelijk. Er is een dringende behoefte aan het identificeren van nieuwe biomarkers die inzicht kunnen geven in de prognose en behandeling van NAFLD-gerelateerd MI.
Bijgevolg werden in deze studie RNA-microarray-datasets voor NAFLD en MI gedownload van het National Center for Biotechnology Information-Gene Expression Omnibus (NCBI-GEO, zie Materiaaltabel) om de interactie van differentieel tot expressie gebrachte genen (DEG's) tussen NAFLD en MI te identificeren en te analyseren. Verrijkingsanalyse, constructie van netwerkdiagrammen voor eiwit-eiwitinteractie (PPI), ondersteuning voor vectormachine-recursieve functie-eliminatie (SVM-RFE), en de algoritmen van de minst absolute krimp- en selectieoperator (LASSO) werden gebruikt om hub-genen 12,13,14,15,16,17,18,19 te identificeren. Immuno-infiltratieanalyse werd uitgevoerd om immuuncellen bij NAFLD- en MI-patiënten te onderzoeken. Uiteindelijk werden deze methoden geïntegreerd om de relatie tussen NAFLD en MI op te helderen. Figuur 1 illustreert de ontwerpvolgorde die in dit onderzoek is gevolgd. Door bio-informatica, machine learning en immuno-infiltratieanalyse te combineren, wil deze studie bijdragen aan de ontwikkeling van een nieuw medisch beslissingsondersteunend platform.
De belangrijkste bijdragen van dit artikel zijn: (1) Identificatie van genen die samen tot expressie worden gebracht: De studie benadrukt de relatie tussen NAFLD en MI door genen met co-expressie te identificeren, wat een beter begrip biedt van de moleculaire verbanden tussen deze twee aandoeningen. (2) Toepassing van bio-informatica en machine learning: Met behulp van bio-informatica en machine learning-technieken, waaronder support vector machine-recursive feature elimination (SVM-RFE)17 en least absolute shrinkage and selection operator (LASSO)19, identificeert de studie THBS1 als een differentieel tot expressie gebracht gen. THBS1 vertoont hoge prestaties bij het onderscheiden van NAFLD- en MI-patiënten van gezonde controles. (3) Immuno-infiltratieanalyse: De studie voert een immuno-infiltratieanalyse uit, waarbij significant lagere niveaus van CD8+ T-cellen en hogere niveaus van neutrofielen worden onthuld bij patiënten met NAFLD en MI. (4) Correlatieanalyse: Het onderzoek toont aan dat THBS1 positief gecorreleerd is met verschillende immuunfactoren, waaronder CCR (chemokinereceptor), MHC klasse I (belangrijk histocompatibiliteitscomplex klasse I), neutrofielen, para-inflammatie en Tfh-cellen (folliculaire helper T). Het is negatief gecorreleerd met CD8+ T-cellen, cytolytische activiteit en tumor-infiltrerende lymfocyten (TIL).