線粒體自噬分析

白癜風(fēng)是一種后天獲得的自身免疫性色素脫失性皮膚病，其發(fā)病機制不明確。線粒體功能失調(diào)對白癜風(fēng)有重要貢獻，而線粒體自噬對于清除受損線粒體至關(guān)重要。通過生物信息學(xué)分析，確定與線粒體自噬相關(guān)基因在白癜風(fēng)和免疫浸潤中可能扮演的角色。

PMID: 37287971

白癜風(fēng)中差異表達基因(DEGs)的鑒定和功能富集分析。

研究白癜風(fēng)中的差異表達基因（DEGs），從GEO數(shù)據(jù)庫下載了GSE53146和GSE75819的原始基因表達數(shù)據(jù)。經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)處理和清洗，我們調(diào)整了批次效應(yīng)（圖1A，B），并對兩個數(shù)據(jù)集的表達矩陣進行了標(biāo)準(zhǔn)化。箱線圖的趨勢幾乎呈直線（圖1C，D）。然后，采用調(diào)整后的P值<0.05，|logFC|>0.5的閾值來篩選GSE53146和GSE75819的聯(lián)合數(shù)據(jù)集中的DEGs。共鑒定了3950個DEGs，其中包括2065個上調(diào)的DEGs和1885個負調(diào)節(jié)的DEGs。在火山圖（圖1E）中展示了DEGs，并在熱圖中展示了前20個DEGs（圖1F）。

然后，對DEGs進行了GO和KEGG富集分析。研究結(jié)果顯示，最豐富的GO關(guān)鍵詞涉及到蛋白酶體蛋白、RNA和mRNA的降解過程，線粒體翻譯，含蛋白復(fù)合物的解聚，線粒體翻譯的終止和延伸（生物過程，BP）；核糖體，線粒體的基質(zhì)和核糖體蛋白復(fù)合物（細胞組分，CC）；轉(zhuǎn)錄共調(diào)控因子活性，ATP酶活性，鈣粘蛋白活性，類泛素蛋白連接酶結(jié)合以及核糖體結(jié)構(gòu)成分（分子功能，MF）（圖2A）。根據(jù)KEGG富集研究，DEGs在神經(jīng)退行性和多種疾病途徑中發(fā)揮著重要作用，包括阿爾茨海默病、肌萎縮性側(cè)索硬化癥、人類乳頭瘤病毒感染和亨廷頓?。▓D2B）。

篩選白癜風(fēng)中差異表達的與線粒體自噬相關(guān)基因

共檢測到24個與線粒體自噬相關(guān)的DEGs，其中有12個高表達基因（圖3A）和12個低表達基因（圖3B）。接下來，對這24個與線粒體自噬相關(guān)的基因進行了GO和KEGG富集分析，以揭示其功能。這些與線粒體自噬相關(guān)的DEGs主要富集在線粒體的巨噬細胞自噬和自噬過程（生物過程，BP），細胞器外膜和線粒體（細胞組分，CC），組蛋白去乙?；附Y(jié)合和泛素蛋白連接酶結(jié)合（分子功能，MF）（圖3C）。在KEGG富集分析中，這24個與線粒體自噬相關(guān)的DEGs參與了動物的線粒體自噬和自噬過程、NOD樣受體信號通路、神經(jīng)退行性疾病的途徑和志賀氏菌病（圖3D）。圓環(huán)圖顯示了KEGG分析中涉及這24個與線粒體自噬相關(guān)DEGs的前五個富集信號通路（圖3E）。

火山圖（圖4A）和熱圖（圖4B）顯示了來自微陣列GSE53146和GSE75819的線粒體自噬相關(guān)基因。圖4C展示了白癜風(fēng)病變和對照中線粒體自噬相關(guān)DEGs的差異表達情況。表達上調(diào)的基因包括GABARAPL2、USP8、TAX1BP1、FUNDC1、TOMM7、TBK1、TBC1D15、MAPK9、OPTN、RHOT1、BNIP3L和USP15。下調(diào)的基因包括RELA、ATG9A、TBC1D17、MFN2、SP1、SRC、BVL2L1、GABARAP、PINK1、TP53、TFE3和SQSTM1（圖4C）

隨后，我們利用STRING數(shù)據(jù)庫和Genemania數(shù)據(jù)庫構(gòu)建了一個由24個線粒體自噬相關(guān)DEGs組成的PPI網(wǎng)絡(luò)（圖5A，B），展示了這些差異表達的線粒體自噬相關(guān)基因之間的相互作用。

hub基因的篩選及其診斷價值

通過LASSO回歸算法鑒定出7個基因（圖6A）。而隨機森林算法鑒定出的前10個基因顯示在圖6B中，包括GABARAPL2、SP1、USP8、RELA、MFN2、TBC1D17、ATG9A、SRC、TAX1BP1和BCL2L1。在取交集后，最終確認了由LASSO回歸算法和隨機森林算法共享的5個樞紐基因 [γ-氨基丁酸受體相關(guān)蛋白樣2（GABARAPL2）、特異性蛋白1（SP1）、泛素特異性蛋白酶8（USP8）、RELA原癌基因、NF-kB亞基（RELA）和TBC1域家族成員17（TBC1D17）]（圖6C）。展示了這5個樞紐基因相互之間的相互作用（圖6D。這些AUC值表明所有5個與線粒體自噬相關(guān)的樞紐基因?qū)τ诎遵帮L(fēng)具有較高的特異性（圖6E）

免疫細胞浸潤與線粒體自噬相關(guān)的樞紐基因

白癜風(fēng)患者皮損和健康對照皮膚組織中5個線粒體自噬相關(guān)hub基因的mRNA表達水平

(A)白癜風(fēng)中不同免疫細胞之間的相互作用(B)白癜風(fēng)病變和對照中免疫細胞浸潤的豐度。(C)五個中樞線粒體自噬相關(guān)DEG與免疫細胞浸潤之間的相關(guān)性（僅顯示p值<0.05的免疫細胞）

hub基因相關(guān)信號通路的鑒定

熱圖顯示與五個線粒體自噬相關(guān)的樞紐基因正相關(guān)的前50個基因。

GSEA鑒定了中樞基因中涉及的信號傳導(dǎo)途徑。

文章綜合了多個研究和數(shù)據(jù)，對白癜風(fēng)和與之相關(guān)的細胞功能、免疫反應(yīng)等進行了詳細的研究，并使用多種生物學(xué)分析，增強了實驗的可靠性。屬于生信研究的經(jīng)典套路，可重復(fù)性較高。因此，小伙伴們?nèi)绻信d趣，可以現(xiàn)在開始入手了。

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