アテローム性動脈硬化症における主要な遺伝子ネットワークを特定するための、トランスフォーマーモデルと統合されたトランスクリプトームおよびバイオインフォマティクスアプローチ

科学分野:

• ゲノミクス
• バイオインフォマティクス
• 免疫学

背景:

• アテローム性動脈硬化症は複雑な炎症性疾患です。
• 効果的な治療法の開発には、アテローム性動脈硬化症進行の主要な分子ドライバーを特定することが不可欠です。

研究 の 目的:

• ヒトアテローム性動脈硬化症進行における候補トランスクリプトームメディエーターを優先順位付けすること。
• 深層学習とバイオインフォマティクスおよび実験的検証を統合すること。

主な方法:

• limmaを用いた差次的遺伝子発現解析。
• 疾患予測のためのトランスフォーマーベースの深層学習（TabTransformer）。
• 遺伝子重要性のためのSHapley Additive exPlanations（SHAP）。
• ネットワーク解析（STRING、Cytoscape）およびパスウェイエンリッチメント（GO、KEGG）。
• 酸化LDL処理された内皮細胞を用いた実験的検証。

主要な成果:

• 638の差次的発現遺伝子を同定しました。
• TabTransformerモデルは、LASSOを上回るAUC 0.964を達成しました。
• 上位遺伝子には、炎症および平滑筋機能不全に関連するTYROBP、TNF、PTPRJ、DHRS9、COL1A1が含まれます。
• TYROBPおよびTNFは、実験的検証において有意な上方制御を示しました。

結論:

• アテローム性動脈硬化症は、平滑筋のアイデンティティを抑制する免疫炎症軸を含む。
• TYROBPおよびTNFは、アテローム性動脈硬化症の有望な候補バイオマーカーおよび治療標的である。