机器学习分析RNA-Seq数据识别了Mpox病毒诱导的胃肠道并发症中的关键基因特征和途径,使用结肠器官模型
Mostafa Rezapour1, Aarthi Narayanan2, Metin Nafi Gurcan1
1Center for Artificial Intelligence Research, Wake Forest University School of Medicine, Winston-Salem, NC 27101, USA.
International journal of molecular sciences
|October 26, 2024
概括
蒙博克斯病毒 (MPXV) 感染显著改变结肠基因表达,其中第I类引起的变化最多,第II类最少. 这项研究使用结肠器官来建模MPXVV.
科学领域:
- 病毒学和分子生物学
- 胃肠病学 胃肠病学
- 基因组学就是基因组学.
背景情况:
- 马普克斯病毒 (MPXV) 在2022年全球出现,引起了公众健康的担忧.
- 在MPXV感染中观察到胃肠道并发症,包括腹和直肠炎.
- 了解MPXV对结肠的影响对于控制胃肠道症状至关重要.
研究的目的:
- 为了研究MPXV感染对结肠基因表达的影响,使用人类诱导的多能干细胞衍生的结肠器官.
- 为了比较不同MPXV细胞群 (I,IIa,IIb) 对结肠细胞的影响.
- 为了确定关键的基因和受MPXV感染影响的通路在结肠中.
主要方法:
- 从MPXV感染的结肠器官中重新分析现有的RNA-seq数据 (GSE219036).
- 用近似概率F测试和放松幅度-高度评分 (GLMQL-RMAS) 应用通用线性模型进行差异基因表达分析.
- 利用了新的Cross-RMAS方法和机器学习来进行基因排名和菌株分化.
主要成果:
- MPXV Clade I诱导了最显著的基因表达改变,调高了应激反应基因 (例如HSPA6,FOS) 和调低了细胞骨/贩运基因 (例如PSAP,CFL1).
- MPXV Clade IIb对结肠基因表达的影响最小.
- 机器学习模型在区分MPXV菌株和基于已识别的基因的模拟样本方面实现了100%的准确性.
- 基因实体学分析揭示了蛋白质折叠,免疫反应和上皮质完整性途径的破坏.
结论:
- 根据分类,MPXV感染对结肠基因表达有不同的影响.
- MPXV Clade I显著影响细胞过程,可能解释严重的胃肠道症状.
- 鉴定到的基因表达变化为MPXV病原体和GI表现的潜在治疗点提供了洞察力.
