关键词:
川崎病
中性粒细胞胞外陷阱
机器学习
加权基因共表达网络分析
摘要:
目的:通过加权基因共表达网络联合机器学习探讨鉴定中性粒细胞胞外陷阱参与川崎病(KD)的机制及关键基因。方法:从GEO数据库下载GSE68004作为实验集,GSE18606作为验证集用于本研究,使用加权基因共表达网络(WGCNA)分析川崎病的标准化矩阵并分别识别川崎病密切相关的模块,提取关键模块中的基因与中性粒细胞胞外陷阱(NETs)相关基因取交集。构建KD-NETs相关基因的蛋白互作网络(PPI),筛选前10位节点基因,与通过Lasso-Cox筛选得到的基因取交集,即为KD-NETs关键基因。使用Sangerbox多组比较绘图工具在GSE18606中验证关键基因的表达情况,对关键基因进行受试者工作特征(ROC)分析,并计算曲线下面积(AUC)评价关键基因的诊断性能。使用ssGSEA进行单样本基因富集分析。结果:经WGCNA分析深绿色模块与川崎病相关程度最密切,并从此模块中筛选出126基因,与NETs取交集得到33个KD-NETs相关基因,PPI分析得到的前10位交点基因与Lasso-Cox回归得到的11个基因,取交集2个KD-NETs关键基因:ITGB2、FCGR3B。在验证集GSE18606中急性期川崎病组这2个基因表达水平均显著高于健康对照组及恢复期川崎病组(P<0.05),这2个基因在川崎病中AUC曲线面积均>0.7。ssGSEA分析显示,ITGB2、FCGR3B表达升高的情况下均在Toll样受体信号通路中显著富集(P<0.001)。结论:加权基因共表达网络分析联合机器学习表明,ITGB2、FCGR3B在川崎病急性期均高表达且与Toll样受体信号通路相关,提示ITGB2和FCGR3B可能参与川崎病的发生、发展过程,可作为川崎病的潜在生物标志物用于疾病早期诊断。