m1A修饰基因作为牙周炎与糖尿病潜在诊断标志物的整合研究：生物信息学与实验验证相结合

《Archives of Oral Biology》：Combined Bioinformatics and Experimental Validation Identifies m1A-Modified Genes as Potential Diagnostic Biomarkers in Periodontitis and Diabetes

本研究通过整合生物信息学分析与实验验证，首次系统鉴定了m1A（N1-甲基腺苷）修饰基因在牙周炎与2型糖尿病（T2DM）中的诊断价值。研究构建了高精度诊断模型（AUC达0.80），发现RRP8、ALKBH3等关键基因通过免疫浸润与代谢通路参与疾病共病机制，为两种慢性病的早期诊断提供了新型分子标志物与治疗靶点。

　　

Highlight

m1A基因全景图

热图和箱线图展示了牙周炎数据集（图2A-B）和糖尿病数据集（图2D-E）中m1A相关基因的表达情况。在牙周炎中，与健康对照组相比，患者组多个m1A调控因子呈现显著差异表达模式。糖尿病数据集也观察到类似的表达扰动，提示m1A修饰在两种疾病中可能扮演重要角色。

诊断模型构建与评估

通过LASSO回归和逻辑回归分析，我们筛选出最具诊断潜力的m1A相关基因。RRP8和ALKBH3在区分牙周炎患者与健康对照时表现出色，曲线下面积（AUC）分别达到0.80和0.72。在糖尿病数据集中，这两个基因同样显示出中等但显著的预测能力（AUC=0.72），表明它们可能是连接两种疾病的共享生物标志物。

m1A评分与患者聚类

基于m1A相关基因表达谱，我们计算了m1A评分并将患者分为高评分组和低评分组。有趣的是，m1A评分高的患者群体显示出独特的转录组特征和免疫细胞浸润模式。进一步的无监督聚类分析将患者划分为两个具有明显生物学差异的亚群，这为疾病异质性提供了新的见解。

枢纽基因与免疫浸润

蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析确定了MAK16和DDX18为m1A调控网络中的枢纽基因。这些基因不仅表达模式一致，而且与多种免疫细胞（如巨噬细胞、中性粒细胞）的浸润水平呈强相关，暗示m1A修饰可能通过调节免疫微环境参与疾病进程。

实验验证

我们收集了牙周炎患者的牙龈组织样本，并建立了链脲佐菌素（STZ）诱导的糖尿病β细胞模型。qRT-PCR实验结果证实：在炎症牙龈组织中，RRP8、ALKBH3、MAK16和DDX18均显著下调（p<0.05）；而在糖尿病细胞模型中，这些基因却一致上调。这一正反验证结果有力地支持了生物信息学发现。

讨论

牙周炎和T2DM是涉及多基因、多信号通路的全球性慢性疾病。近年来研究发现RNA修饰（特别是m6A）通过炎症和免疫调节通路影响疾病进展。我们的研究首次将焦点转向m1A修饰，发现其调控基因在两种疾病中均存在异常表达，且与免疫浸润密切相关。m1A评分模型成功区分患者亚群，提示m1A修饰模式可能成为疾病分型的新指标。实验验证部分在人体组织和细胞模型层面证实了关键基因的表达变化，为后续机制研究奠定基础。

结论

本研究通过生物信息学与实验验证相结合的方式，系统揭示了m1A修饰在牙周炎和T2DM中的重要作用。我们不仅鉴定了具有诊断潜力的关键基因（如RRP8、ALKBH3），还构建了可靠的预测模型，并初步阐明了m1A修饰通过免疫代谢通路参与疾病机制的分子图景。这些发现填补了m1A修饰在慢性炎症代谢疾病研究领域的空白，为开发新型诊断标志物和治疗策略提供了重要线索。