Это исследование было одобрено Этическим комитетом больницы Ухань Жунцзюнь Юфу (идентификационный код проекта, YF-IRB202310215) и проведено в соответствии с принципами Хельсинкской декларации. Все участники были жителями китайской общины и предоставили письменное информированное согласие.
Испытуемые и отбор пробы крови
Десять взрослых с диагнозом шизофрения и десять здоровых добровольцев из контрольной группы без семейной истории психических заболеваний в течение трёх поколений были зачислены. Критерии включения пациентов с шизофренией: (1) диагноз шизофрении по критериям DSM-5, подтверждённый двумя независимыми старшими психиатрами; (2) возраст от 18 до 65 лет; (3) отсутствие изменений в принятии антипсихотических препаратов не менее 4 недель до взятия пробы крови; (4) готовность предоставить письменное информированное согласие. Критерии исключения: (1) сопутствующие крупные медицинские заболевания (например, диабет, сердечно-сосудистые заболевания, рак); (2) злоупотребление или зависимость от психоактивных веществ в течение последних 6 месяцев; (3) умственная отсталость; (4) беременность или лактация. Критерии включения здоровых контролей: (1) отсутствие личной или семейной истории (в течение трёх поколений) психических заболеваний; (2) отсутствие текущего или прошлого использования антипсихотических препаратов; (3) совпадение по возрасту и полу с группой с шизофренией; (4) серьёзных медицинских заболеваний нет. Средняя продолжительность заболевания у пациентов с шизофренией составляла 12,5 ± 6,8 года; Все пациенты принимали стабильные антипсихотические препараты (6 — рисперидон, 4 — оланзапин); средний балл PANSS составил 76,4 ± 12,3. Контрольные группы были сопоставлены по возрасту (±5 лет) и полу (5 мужчин, 5 женщин в группе). Вербальная память оценивалась с использованием общего результата воспоминания по тесту вербального обучения Хопкинса — пересмотренный (HVLT-R). Все участники были набраны из больницы Ухань Жунцзюнь Юфу с 1 января по 31 июля 2025 года. Базовая демография приведена в таблице 1.
Размер выборки был определен с помощью программного обеспечения для расчёта размера выборки для двухстороннего независимого t-теста с размером эффекта 1,2, α = 0,05 и степенью (1-β) = 0,80, что дало минимум девять участников на группу.
Венозная кровь была забрана в антикоагулянтные трубки с ЭДТА и обработана без задержек. Периферические мононуклеарные клетки крови (PBMC) затем отделялись от образцов с помощью центрифугирования градиента плотности с использованием среды градиента плотности. Кратко время кровь разбавялась в соотношении 1:1 с фосфатно-буферным физиологическим раствором (PBS, pH 7,4), нанесена слоями на среду градиента плотности и центрифугирована при 400 × г в течение 30 минут при 20 °C с выключенным тормозом. После центрифугирования интерфейс, содержащий PBMC, аккуратно переносился на новую лампу. Клетки промывались дважды с помощью PBS, при каждом промывке следовала центрифугирование при 300 × г в течение 10 минут при 4 °C, а последняя гранула была подвешена в PBS. Жизнеспособность оценивалась с использованием метода исключения красителя трипана, и использовались только препараты с ≥95% жизнеспособными клетками. Изолированные PBMC алицитировали и хранили при −80 °C максимум 3 месяца перед извлечением РНК.
Данные микрочипов
Рабочий процесс исследования показан на рисунке 1. Набор данных микрочипов GSE54913 был скачан из базы данных GEO (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/). Этот набор данных был выбран потому, что (1) содержит транскриптомные данные из образцов периферической крови, которые являются минимально инвазивными и клинически практичными для обнаружения биомаркеров; (2) включает относительно большую выборку среди общедоступных наборов микрочипов по шизофрении (18 пациентов, 12 контрольных); (3) исходные данные были доступны для повторного анализа. Согласно записи GEO, образцы были получены из периферических мононуклеарных клеток крови (PBMC), а не из плазмы. Первоначальное описание «образцы плазмы» в предыдущей версии было ошибкой и было исправлено.
Предварительная обработка данных и скрининг дифференциально экспрессированных генов (DEG)
Исходные данные (. CEL-файлы) предварительно обрабатывались с помощью программного обеспечения микрочипной предварительной обработки. Коррекция фона проводилась с использованием метода Robust Multichip Average (RMA), затем нормализации квантилей и преобразования log2. Пробники без аннотации генов были отфильтрованы. Зонды с отсутствующими значениями >20% по выборкам были исключены; Недостающие значения для оставшихся зондов были введены с помощью алгоритма k-ближайших соседей (k = 10), реализованного в программном обеспечении для вычисления пропущенных значений. Пакетные эффекты не проявились, так как все образцы были обработаны одной партией согласно записи GEO. После предварительной обработки были получены значения экспрессии для 17 200 генов для дальнейшего анализа. DEG между пациентами с шизофренией и здоровыми контролями были выявлены с помощью программного обеспечения для дифференциального анализа экспрессии. Гены с частотой ложного обнаружения (FDR) < 0,05, абсолютным изменением свержения (FC) > 1,2 и P < 0,05 считались дифференцированно экспрессированными. Был выбран относительно низкий порог ФК (абсолютный ФК > 1,2), поскольку шизофрения — это сложное психиатрическое расстройство, при котором различия в экспрессии отдельных генов часто бывают незаметными, а не заметными.
GO и анализ обогащения путей
Функциональные анализы обогащения терминов генной онтологии (GO) и путей Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG) проводились с использованием программного обеспечения для функционального анализа обогащения. Фоновый набор генов состоял из всех генов, прошедших предобработку (17 200 генов). Были представлены термины обогащения и пути с необработавшими P-значениями < 0,05. Поскольку для выходов обогащения GO и KEGG использовались сырые P-значения, эти результаты следует интерпретировать как исследовательские.
Анализ сетей PPI и идентификация генов хаба
Для построения сети ИПП использовалась база данных взаимодействия белков и белков, где пороговым показателем был установлен комбинированный балл взаимодействия > 0,9. Сеть визуализовалась с помощью программного обеспечения для визуализации сети. Гены хаба идентифицировались с помощью плагина для идентификации генов хаба с алгоритмом Degree. Топ-10 узлов с наивысшими баллами были выбраны в качестве хабовых генов. Подсеть ключевых генов хаба была извлечена с помощью плагина для извлечения подсети с параметрами по умолчанию (срез степени = 2, срез балла узла = 0,2, K-ядро = 2, максимальная глубина = 100).
Полная изоляция РНК и qRT-PCR
β-актин использовался как внутренний референсный (хозяйственный) ген. Стабильность экспрессии β-актина в образцах была подтверждена отсутствием значимой разницы в значениях КТ между группами шизофрении и контрольной группы (P > 0,05). Относительная количественная оценка проводилась с использованием метода 2−ΔΔCt . Все реакции проводились в тройном экземпляре, и для расчёта использовалось среднее значение Ct (см. последовательности праймеров в таблице 2). Десять ведущих DEG (пять наиболее значительно повышенных и пять наиболее значительно пониженных за счёт изменения складок) были выбраны для первичной валидации qRT-PCR с целью подтверждения общей надёжности данных микрочипов. Впоследствии SUCNR1 и GPR37L1 были отобраны для сфокусированной валидации на основе трёх критериев: (1) они были идентифицированы как хабовые гены в анализе сети PPI (степень ≥ 7); (2) они были существенно связаны с топ-обогащённым термином ГО «активность ионных каналов» и путём KEGG «секреция инсулина»; (3) оба кодируют GPCR, известные мишени для лекарств при шизофрении.
Статистический анализ
Нормальность оценивалась с помощью теста Шапиро–Уилка. Переменные, показывающие примерно нормальное распределение (P > 0,05), анализировались с использованием параметрических методов, включая t-тест Стьюдента для двухгрупповых сравнений и односторонний ANOVA для сравнений с более чем двумя группами. Когда предположение о нормальности не было выполнено, использовались тесты Манна–Уитни U или Крускаля–Уоллиса, по мере необходимости. Все статистические тесты были двусторонними. Для множественных сравнений (например, в пост-хок тестах ANOVA) применялся метод частоты ложного обнаружения (FDR) Бенджамини-Хохберга с порогом FDR 0,05. Для корреляционных анализов коррекция с множественным сравнением не применялась, так как было проведено только две корреляции; сырые P-значения сообщаются с осторожностью.