基于生物信息学分析鉴定FMOD作为糖尿病肾病免疫浸润相关标志物

摘要

目的:基于生物信息学筛选糖尿病肾病(diabetic kidney disease, DKD)免疫浸润相关基因，验证纤调蛋白(fibromodulin, FMOD)作为该病的潜在免疫生物标志物。方法:从基因表达综合数据库(GEO)中获取糖尿病肾病肾脏样本数据集GSE111154(健康对照组4例，DKD组4例)和GSE142025(健康对照组9例，DKD组28例)。运用Limma R包进行差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)筛选，通过基因本体论(GO)、京都基因与基因组百科全书(KEGG)及基因集富集分析(GSEA)探究DEGs的生物学功能。进一步采用多种机器学习算法和回归模型筛选候选基因，并利用CIBERSORT算法评估免疫细胞浸润及其与候选基因的相关性。结果:GSE111154和GSE142025数据集中共鉴定出49个DEGs。DEGs显著富集于细胞因子-细胞因子受体相互作用、趋化因子信号通路及免疫相关通路。基于机器学习算法和回归模型筛选，确定FMOD为潜在生物标志物。CIBERSORT分析显示，FMOD与记忆B细胞(r=0.73,P<0.05)、初始T细胞(r=0.69,P<0.05)、调节T细胞(r=0.58,P<0.05)、单核细胞(r=0.64,P<0.05)、M2型巨噬细胞(r=0.81,P<0.05)、静息肥大细胞(r=0.73,P<0.05)、活化肥大细胞(r=0.61,P<0.05)及嗜酸性粒细胞(r=0.57,P<0.05)呈正相关，与静息树突状细胞呈负相关(r=-0.69,P<0.05)。该免疫浸润模式与DKD组中的呈高度一致性。进一步研究显示，FMOD在DKD中表达显著上调，且与估算肾小球滤过率(r=-0.75,P<0.01)呈负相关。结论:FMOD可能通过调控免疫细胞浸润参与DKD的发生和发展。

关键词

糖尿病肾病 / 免疫细胞 / 生物标志物 / 纤调蛋白 / 免疫细胞浸润