Niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby (NAFLD) jest poważnym problemem zdrowia publicznego, którego częstość występowania wynosi 25%-30%1. Doniesiono, że częstość występowania NAFLD jest wysoka wśród pacjentów z cukrzycą2. Jednak znaczenie NAFLD u pacjentów bez cukrzycy nie jest jeszcze jasne. Badania sugerują, że NAFLD odgrywa niezależną rolę w patogenezie miażdżycy3,4. Ponadto metaanaliza wykazała, że NAFLD jest ściśle związana ze zwapnieniem tętnic wieńcowych, dysfunkcją śródbłonka i miażdżycą, a także stała się niezależnym czynnikiem ryzyka sercowo-naczyniowego5. Związek między NAFLD a chorobami sercowo-naczyniowymi nadal wymaga dalszych badań.
Zawał mięśnia sercowego (MI) jest katastrofalną chorobą, która zagraża zdrowiu i stanowi znaczne obciążenie ekonomiczne dla pacjentów i ich rodzin na całym świecie6. Zawał mięśnia sercowego jest również główną przyczyną zgonów pacjentów z NAFLD. Badanie kliniczne opublikowane w British Medical Journal wykazało, że ryzyko zawału mięśnia sercowego u pacjentów z NAFLD jest 1,17 razy większe niż u pacjentów bez NAFLD7,8. Niektóre badania zidentyfikowały szlaki molekularne, w tym stan zapalny, stres oksydacyjny i metabolizm lipidów, które przyczyniają się do związanego z NAFLD MI9,10,11. Jednak mechanizmy leżące u podstaw NAFLD i MI pozostają niejasne. Kluczowe znaczenie ma identyfikacja nowych biomarkerów związanych z rokowaniem w przypadku NAFLD i zawału serca.
Rosnące rozpowszechnienie NAFLD, które dotyka szeroki segment populacji, podkreśla istotny problem zdrowia publicznego, szczególnie biorąc pod uwagę jego związek z cukrzycą. Jednak wpływ NAFLD na pacjentów bez cukrzycy pozostaje słabo poznany. NAFLD bierze udział w patogenezie miażdżycy i jest uznawana za niezależny czynnik ryzyka sercowo-naczyniowego, ściśle związany ze zwapnieniem tętnic wieńcowych, dysfunkcją śródbłonka i miażdżycą. Pomimo tych powiązań, dokładne mechanizmy łączące NAFLD z chorobami sercowo-naczyniowymi, takimi jak zawał mięśnia sercowego (MI), wymagają dalszych wyjaśnień. Wskaźnik zawału mięśnia sercowego jest jedną z głównych przyczyn śmiertelności na świecie i stanowi znaczne obciążenie ekonomiczne. Ryzyko wystąpienia zawału mięśnia sercowego u pacjentów z NAFLD jest znacznie wyższe niż u osób bez NAFLD, co podkreśla potrzebę głębszego zrozumienia szlaków molekularnych łączących te schorzenia. Chociaż sugeruje się, że stan zapalny, stres oksydacyjny i metabolizm lipidów są czynnikami przyczyniającymi się do tego, dokładne mechanizmy pozostają niejasne. Istnieje pilna potrzeba zidentyfikowania nowych biomarkerów, które mogą dostarczyć informacji na temat prognozowania i leczenia zawału serca związanego z NAFLD.
W związku z tym, w tym badaniu, zestawy danych mikromacierzy RNA dla NAFLD i MI zostały pobrane z National Center for Biotechnology Information-Gene Expression Omnibus (NCBI-GEO, patrz Tabela materiałów) w celu zidentyfikowania i przeanalizowania interakcji genów o zróżnicowanej ekspresji (DEG) między NAFLD i MI. Analiza wzbogacenia, budowa diagramu sieci interakcji białko-białko (PPI), wektor nośny - eliminacja cech rekurencyjnych (SVM-RFE), oraz algorytmy najmniejszego bezwzględnego operatora skurczu i selekcji (LASSO) zostały użyte do identyfikacji genów huba12,13,14,15,16,17,18,19. Przeprowadzono analizę naciekania immunologicznego w celu zbadania komórek odpornościowych u pacjentów z NAFLD i zawałem mięśnia sercowego. Ostatecznie metody te zostały zintegrowane, aby wyjaśnić związek między NAFLD i MI. Rysunek 1 ilustruje sekwencję projektową zastosowaną w tym badaniu. Łącząc bioinformatykę, uczenie maszynowe i analizę infiltracji immunologicznej, badanie to ma na celu przyczynienie się do opracowania nowatorskiej platformy wspomagającej podejmowanie decyzji medycznych.
Kluczowe wkłady tego artykułu to: (1) Identyfikacja genów o współekspresji: Badanie podkreśla związek między NAFLD i MI poprzez identyfikację genów o koekspresji, oferując głębsze zrozumienie molekularnych powiązań między tymi dwoma stanami. (2) Zastosowanie bioinformatyki i uczenia maszynowego: Wykorzystując techniki bioinformatyczne i uczenia maszynowego, w tym eliminację cech rekurencyjnych wektorów nośnych (SVM-RFE)17 i najmniejszy bezwzględny operator skurczu i selekcji (LASSO)19, badanie identyfikuje THBS1 jako gen o zróżnicowanej ekspresji. THBS1 wykazuje wysoką skuteczność w odróżnianiu pacjentów z NAFLD i MI od zdrowych osób z grupy kontrolnej. (3) Analiza naciekania immunologicznego: Badanie przeprowadza analizę naciekania immunologicznego, ujawniając znacznie niższe poziomy limfocytów T CD8 + i wyższe poziomy neutrofili u pacjentów z NAFLD i MI. (4) Analiza korelacji: Badania wykazują, że THBS1 jest dodatnio skorelowany z kilkoma czynnikami immunologicznymi, w tym CCR (receptor chemokiny), MHC klasy I (główny kompleks zgodności tkankowej klasy I), neutrofile, parazapalenie i komórki Tfh (pęcherzyki pomocnicze T). Jest ujemnie skorelowany z limfocytami T CD8 +, aktywnością cytolityczną i limfocytami naciekającymi nowotwór (TIL).