孟德尔随机化联合机器学习筛选IgA肾病诊断基因
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四川省卫生健康委员会科技项目(24QNMP056);南充市科技局市校科技战略合作专项(22SXQT0135)


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    摘要:

    目的采用机器学习结合孟德尔随机化的方法筛选与免疫球蛋白A(IgA)肾病相关的诊断基因,并探讨其免疫浸润特性及机制。方法从基因表达综合数据库下载IgA肾病的基因表达芯片数据,以GSE93798数据集为训练集,GSE37460数据集为验证集,利用R软件筛选差异表达基因(DEGs),并进行基因功能(GO)与信号通路(KEGG)富集分析。结合LASSO和SVM-RFE算法筛选核心诊断基因,通过受试者工作特征曲线评估诊断效能,并利用Nephroseq数据库验证基因表达趋势。收集IgA肾病患者和健康对照外周血样本,提取外周血单个核细胞后行实时荧光定量聚合酶链反应(qPCR)验证核心诊断基因表达差异。采用孟德尔随机化分析评估核心诊断基因与IgA肾病的因果关系,并通过CIBERSORT算法分析免疫细胞的浸润特征及相关性。结果筛选出347个DEGs,其中105个DEGs显著上调,242个DEGs显著下调。GO富集分析显示这些基因参与有机酸代谢、α-氨基酸代谢等生物学过程,KEGG富集分析显示其涉及白细胞介素-17和肿瘤坏死因子信号通路等关键通路。机器学习筛选的双特异性磷酸酶1(DUSP1)、乙醇胺激酶2、FOSB等6个基因在验证集中的诊断效能较高(曲线下面积>0.7)。qPCR结果显示除FOS外,其余5个基因表达趋势与芯片数据一致。双样本孟德尔随机化分析结果提示DUSP1与IgA肾病存在显著正向因果关系。免疫细胞分析发现浆细胞和M2型巨噬细胞在IgA肾病中显著上调,而中性粒细胞和未活化自然杀伤细胞表达下调。结论DUSP1等6个基因可能是IgA肾病诊断和治疗的潜在靶标,免疫细胞的异常浸润可能在IgA肾病发生中发挥了重要作用。

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引用本文

袁祖君 ,王倩倩 ,林昌伟 ,张全军 ,林桐 ,冯胜刚 △.孟德尔随机化联合机器学习筛选IgA肾病诊断基因[J].《国际检验医学杂志》编辑部,2025,(23):2864-2871

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  • 在线发布日期: 2025-12-16
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