可解释的机器学习与空间转录学相结合,揭示了缺血性心肌病中巨驱动纤维细胞激活的机制
Niranjana Natarajan1,2,3, Hanxi Xiao3,4, Shagufta Haque1
1Pittsburgh Heart, Lung, Blood, and Vascular Medicine Institute, Division of Cardiology, Department of Medicine, University of Pittsburgh School of Medicine, University of Pittsburgh Medical Center, Pittsburgh, PA 15213.
medRxiv : the preprint server for health sciences
|September 2, 2025
概括
研究人员发现心脏巨细胞如何影响心肌梗塞 (MI) 后的纤维细胞激活. 针对巨细胞中的特定基因和转录因子改善了心脏功能,减少了小鼠的纤维化,为心脏病提供了新的治疗策略.
科学领域:
- 心血管生物学
- 免疫学
- 计算生物学
背景情况:
- 心肌梗塞 (MI) 引发心脏重塑和纤维化,涉及诸如巨细胞的炎症细胞.
- 在心脏病发作后,巨细胞在激活心脏纤维细胞中的作用尚不清楚.
研究的目的:
- 在心肌梗塞中阐明巨微细胞介导的纤维细胞激活机制.
- 确定缓解心脏纤维化和功能障碍的新疗法目标.
主要方法:
- 对患有缺血性心肌病的人类心脏进行空间转录分析.
- 集成可解释机器学习 (SLIDE),网络推断和内扰动.
- 试验室和体内功能研究涉及对巨细胞和小鼠的基因沉默.
主要成果:
- 在巨细胞和纤维细胞中发现了独特的细胞程序和转录因子.
- 证明静止特定的巨细胞基因/TFs会改变亲纤维细胞基因表达并抑制肌纤维细胞分化.
- 在体内抑制巨细胞基因 (Tvp23b,Tdrd6,B3galnt1) 和TFs (Mafk,Maz) 改善了心脏功能,并减少了小鼠的肌肉纤维化.
结论:
- 在MI后发现了巨细胞介导纤维细胞激活的新机制.
- 建立了一个可通用的计算和实验框架,用于研究疾病中的细胞相互作用.
- 验证了特定的巨相关基因和TF作为缺血性心肌病的潜在治疗点.
