鉴定与外体相关的核心基因,并使用单细胞水平的转录组分析选牙周炎的潜在标

科学领域:

• 基因组学和分子生物学
• 免疫学 免疫学 免疫学
• 牙周病学 牙周病学

背景情况:

• 牙周炎 (PD) 的进展与牙周细胞释放的细胞外囊有关.
• 外体相关基因 (ERG) 在PD病变发生过程中的特定作用仍然在很大程度上是未知的.
• 单细胞转录组分析提供了一种新的方法来阐明PD中的ERG机制.

研究的目的:

• 为了确定与牙周炎 (PD) 相关的关键外体相关基因 (ERG).
• 调查这些ERG在PD进展中的潜在机制.
• 使用已识别的ERG开发PD的预测模型.

主要方法:

• 使用了来自多个数据集 (GSE16134,GSE10334,GSE171213) 和19643个ERG的转录组数据.
• 应用差异表达分析,机器学习模型 (包括人工神经网络) 和ROC分析来识别核心基因.
• 进行基因组丰富分析 (GSEA),免疫透分析和单细胞分析 (伪时间序列) 以探索机制和细胞类型参与.
• 使用定量逆转录聚合酶链反应 (qRT-PCR) 验证的核心基因表达.

主要成果:

• 五个核心基因 (CKAP2,IGLL5,MZB1,CXCL6,AADACL2) 被确定为PD的诊断标记,其中四个是上调的,AADACL2是下调的.
• 基于这些核心基因的人工神经网络模型的AUC达到0.909,证明了PD的高预测准确性.
• GSEA表明了核糖体通路的丰富,这表明它在蛋白质结构/功能中的作用. 免疫透分析揭示了CPKAP2,IGLL5,MZB1,CXCL6和PD中的免疫/筋膜细胞之间的相关性.
• 单细胞分析确定B细胞和T细胞是关键细胞类型,IGLL5和MZB1表达动态与T细胞和B细胞分化有关. 在PD患者中,qRT-PCR证实了CKAP2,MZB1和AADACL2的改变mRNA水平.

结论:

• 已确定CKAP2,IGLL5,MZB1,CXCL6和AADACL2是与牙周炎 (PD) 相关的关键外体相关基因.
• 这些基因在PD病变发生过程中起着重要作用,并具有作为诊断生物标志物的潜力.
• 该研究提供了对PD进展背后的分子机制和细胞相互作用的见解.