FGD5-AS1调控Th1/Th2失衡在糖尿病肾病进展中的作用：生物信息学与实验验证的证据

《Clinical and Experimental Medicine》：FGD5-AS1 and Th1/Th2 imbalance in the progression of diabetic nephropathy: evidence from bioinformatic and experimental validation

本研究聚焦糖尿病肾病(DN)中Th1/Th2免疫细胞失衡的关键科学问题，通过生物信息学分析和实验验证，首次揭示了lncRNA FGD5-AS1在DN进展中的动态表达规律及其与Th1/Th2平衡的密切关联。研究发现FGD5-AS1表达与肾损伤指标呈正相关，TBX21/IFN-γ信号轴上调而GATA3/IL-4轴下调，ROC曲线显示TBX21、GATA3和FGD5-AS1的AUC值分别达0.86、0.80和0.84，为DN的早期诊断提供了新的潜在生物标志物和治疗靶点。

　　

在全球范围内，糖尿病已成为严重的公共卫生问题，2021年患者人数达5.37亿，约占全球死亡人数的12%。其中90%为2型糖尿病(T2D)，而糖尿病肾病(DN)作为其最严重的微血管并发症之一，是导致终末期肾病(ESRD)的主要原因。尽管高血糖、胰岛素抵抗等因素已被确认与DN发生相关，但其具体的分子机制尚未完全阐明。

近年来，炎症反应在DN发生发展中的关键作用日益受到关注。在高血糖状态下，巨噬细胞、淋巴细胞和CD4⁺ T细胞产生的炎症细胞因子可引发肾脏组织炎症、功能障碍和纤维化。其中，辅助性T细胞(Th)亚群平衡尤为重要——Th1细胞主要介导细胞免疫应答，其关键转录因子TBX21和特征性细胞因子IFN-γ具有促炎作用；而Th2细胞则通过转录因子GATA3和细胞因子IL-4调控体液免疫，发挥抗炎效应。Th1/Th2失衡与多种自身免疫性和炎症性疾病密切相关，但在DN中的具体调控机制，特别是长链非编码RNA(lncRNA)在其中扮演的角色，仍有待深入探索。

lncRNA是一类长度超过200个核苷酸的非编码RNA分子，在转录、翻译、染色质组织等分子过程中发挥重要调控作用。研究表明，lncRNA在适应性和先天性免疫系统中具有独特功能，可能通过增强炎症反应导致肾损伤。在众多lncRNA中，FGD5-AS1因在免疫调节和炎症疾病中的潜在作用而备受关注，但其在DN及其与Th1/Th2平衡的关系尚未有研究涉及。

为填补这一空白，本研究团队开展了一项创新性研究，首次探讨FGD5-AS1对DN中Th1/Th2信号通路相关基因的调控作用。研究人员通过分析GSE43769数据集并结合文献挖掘，筛选出与Th1细胞活性相关的lncRNA，最终锁定FGD5-AS1作为研究对象。

研究纳入了90名参与者，包括30名无肾病的T2D患者、15名微白蛋白尿患者、15名ESRD患者和30名健康对照。通过实时荧光定量PCR技术检测PBMC中TBX21、GATA3、IFN-γ、IL-4和FGD5-AS1的表达水平，并分析其与肾功能指标的相关性。

主要技术方法包括：从GEO数据库获取GSE43769数据集，使用GEO2R工具筛选Th1相关基因；通过NON-CODE数据库鉴定Th1细胞特异性lncRNA；从医院招募90名参与者（4组队列）；采用Ficoll密度梯度离心法分离PBMC；通过Trizol法提取RNA并反转录为cDNA；设计特异性引物进行实时荧光定量PCR分析；使用GraphPad Prism 9.0.3和SPSS 26进行统计学分析。

Identification of Th1-specific lncRNAs

通过生物信息学分析，研究人员从GSE43769数据集中鉴定出7,680个与Th1细胞活性相关的基因，进而通过NON-CODE数据库筛选出131个与Th1细胞分化相关的lncRNA。热图分析显示了这些lncRNA在Th1细胞中的表达模式变化。经文献回顾，最终选择FGD5-AS1作为可能与肾损伤和糖尿病相关的候选lncRNA。

Patient demographics and correlation of gene expression with laboratory test results

人口统计学分析显示，与健康对照组相比，患者组的空腹血糖(FBS)、糖化血红蛋白(HbA1C)和红细胞沉降率(ESR)水平显著升高。相关性分析发现，TBX21表达水平与肾小球滤过率(GFR)呈负相关，与HbA1C、FBS、ESR、尿素氮(BUN)、肌酐等指标呈正相关。相反，GATA3表达与肾功能损伤指标呈负相关，与GFR呈正相关。FGD5-AS1表达与ESR、肌酐、BUN等正相关，与GFR负相关。

Expression results

基因表达分析显示，与单纯T2D患者和健康对照组相比，微白蛋白尿和ESRD患者中TBX21和IFN-γ表达显著上调。相反，GATA3和IL-4在T2D、微白蛋白尿和ESRD组中呈现渐进性下降。FGD5-AS1在T2D患者中表达无统计学差异，但在微白蛋白尿和ESRD患者中显著上调。相关性分析显示FGD5-AS1与TBX21表达呈正相关，GATA3与IL-4表达也呈正相关。

Analysis of ROC curve

ROC曲线分析评估了基因作为生物标志物的诊断价值。TBX21、GATA3和FGD5-AS1的AUC值分别为0.86、0.80和0.84，表明这些基因在DN诊断中具有良好性能。

研究结论表明，DN进展伴随着明显的Th1/Th2免疫失衡，表现为TBX21/IFN-γ轴激活和GATA3/IL-4轴抑制。FGD5-AS1可能通过调节Th1/Th2平衡参与DN进程，其动态表达模式（初期下调，随肾病进展上调）提示其在疾病不同阶段可能发挥不同作用。这些发现为理解DN的免疫炎症机制提供了新视角，FGD5-AS1、TBX21和GATA3可能成为DN诊断的新型生物标志物和潜在治疗靶点。

讨论部分强调，本研究首次提供了FGD5-AS1参与Th1/Th2通路调控的实验证据。TBX21作为Th1细胞关键转录因子，其上调可促进IFN-γ等促炎因子产生，加速肾脏炎症和纤维化。而GATA3表达下降则削弱了Th2细胞分化和抗炎反应，进一步加剧免疫失衡。FGD5-AS1与肾功能指标的相关性提示其可能直接参与肾损伤过程，其调控机制可能与既往报道的调节巨噬细胞极化、PD-L1表达和STAT3/NF-κB信号通路激活有关。

研究的创新点在于首次将FGD5-AS1与DN中的Th1/Th2失衡联系起来，并证实其在患者PBMC中的表达变化与肾病进展相关。然而，研究也存在一定局限性，如样本量相对较小，缺乏直接的机制实验验证FGD5-AS1对Th1/Th2转录因子的功能性影响。未来研究需要通过动物模型和体外实验进一步阐明FGD5-AS1的具体作用机制，并探索针对这一通路的新型治疗策略。

总之，这项研究为DN的免疫炎症机制提供了重要见解，提示靶向FGD5-AS1/Th1/Th2信号轴可能成为DN精准治疗的新方向。随着进一步研究的深入，这些发现有望为DN的早期诊断和治疗策略开发提供新的理论基础和实验依据。