COL1A1を,内分泌系を乱す化学物質と肺腺がんを結びつける潜在的な遺伝子として探索的に特定:生物情報学と機械学習分析

科学分野:

• 環境衛生 環境衛生 環境衛生
• 腫瘍学 腫瘍学
• バイオインフォマティックス

背景:

• 内分泌を乱す化学物質 (EDC) は,様々な癌に関連した環境汚染物質です.
• EDCsが肺腺がん (LUAD) の発症に影響を与える特定のメカニズムは十分に理解されていません.

研究 の 目的:

• EDCの曝露とLUADの発生を結びつける分子メカニズムを調査する.
• 生物情報学と機械学習を使用して,EDC誘発のLUADに関与する重要な遺伝子と経路を特定する.

主な方法:

• データベース (ChEMBL,STITCH,SwissTargetPrediction) とGEOデータセットからのデータを分析するために,バイオ情報学と機械学習を活用しました.
• 雇用重量遺伝子共同発現ネットワーク分析 (WGCNA),タンパク質-タンパク質相互作用 (PPI) ネットワーク,遺伝子優先順位付けのための機械学習.
• 経路および免疫細胞浸透分析のための遺伝子セットエンリッチメント分析 (GSEA),遺伝子セットバリエーション分析 (GSVA),およびCIBERSORTを実行しました.

主要な成果:

• 1,818の潜在的なEDC標的遺伝子を特定し,WGCNAを使用して93の候補遺伝子に精製しました.
• LUADとEDCの曝露に関連した重要な特徴遺伝子として,優先されるCOL1A1です.
• COL1A1がサイトカイン受容体相互作用,ECM相互作用,脂肪酸代謝に関与し,特定の免疫細胞集団 (M0/M2マクロファージ,モノサイト,エオシノフィル) と相関していることが判明しました.

結論:

• COL1A1を,EDC曝露経路とLUADを結びつける重要な遺伝子として特定しました.
• 細胞外マトリックス (ECM) 信号伝達におけるCOL1A1の役割と,LUADにおける独特の免疫浸透パターンとの関連を特徴づけました.
• LUADにおけるEDCによって引き起こされる分子変化を理解するためのコンピューティングの枠組みを提供した.