揭秘脊髓损伤（SCI）中双硫死亡相关基因：探寻潜在治疗靶点与诊断新模型

为探究双硫死亡相关基因在脊髓损伤（SCI）中的作用及表达模式，寻找关键基因和治疗靶点，研究人员开展生物信息学分析与实验验证研究。他们确定 7 个关键基因，构建诊断模型，还发现两种亚型，为相关研究提供新思路。

　　研究设计：生物信息学分析和实验验证研究。
目的：研究双硫死亡（disulfidptosis）相关基因在脊髓损伤（spinal cord injury，SCI）中的作用和表达模式，识别潜在关键基因，探索可能的治疗靶点。
地点：中国上海。
方法：数据采集和预处理：基于文献筛选出 27 个双硫死亡相关基因，并从 GEO 数据库下载急性脊髓损伤（acute spinal cord injury，ASCI）患者的 RNA 测序数据（GSE151371）；差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs）识别：使用 R 包 “limma” 对 ASCI 样本和正常对照进行差异基因表达分析；评估免疫细胞浸润：采用单样本基因集富集分析（single - sample gene set enrichment analysis，ssGSEA）算法和 CIBERSORT 确定免疫细胞丰度；关键基因的识别和功能验证：将双硫死亡相关基因与差异表达基因进行交集分析，并使用机器学习技术（随机森林、套索回归、支持向量机）识别枢纽基因，通过实时荧光定量聚合酶链式反应（real - time PCR）验证枢纽基因的表达；构建诊断模型：基于枢纽基因和临床特征开发反向传播神经网络临床预测模型，并使用受试者工作特征曲线（ROC 曲线）评估其性能；亚群分析：对 ASCI 样本和枢纽基因进行一致性聚类分析，并使用基因集变异分析（gene set variation analysis，GSVA）阐明亚组之间的功能差异 。
结果：在 ASCI 中识别出 7764 个差异表达基因，基因本体（Gene Ontology，GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）富集分析显示这些基因与炎症和自噬相关通路有关；发现 ASCI 组和对照组之间免疫细胞浸润存在差异，且免疫细胞与双硫死亡相关基因存在相关性；通过机器学习确定了 7 个枢纽基因（MYL6、NUBPL、CYFIP1、IQGAP1、FLNB、SLC7A11、CD2AP）；通过实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT - PCR）验证了枢纽基因的表达；构建的临床诊断模型具有良好的预测准确性（总体数据集准确率为 83.3%）；基于枢纽基因识别出两种 ASCI 亚型，它们具有不同的免疫浸润和通路活性。
结论：双硫死亡与脊髓损伤密切相关。识别出的枢纽基因和亚型为生物标志物和治疗靶点研究提供了新的见解。该诊断模型具有临床应用潜力，但由于样本量小等局限性，还需要进一步研究。
资助：本研究部分得到中国人民解放军青年科技人才项目（2020QN06125）、海军军医大学第一附属医院长虹人才项目（魏贤照）和海军军医大学第一附属医院基础医学研究项目（2023PY17）的支持。需要重申的是，本稿件提交时，其中的图表未曾发表过，且不存在利益冲突。