牙源性角化囊肿枢纽基因与氧化应激相关通路的生物信息学解析及其临床意义

本研究针对牙源性角化囊肿（OKC）的侵袭性与高复发率特性，通过整合GSE38494数据集与单细胞测序数据（GSE176351），运用limma包筛选差异基因（DEGs），结合DAVID、Metascape和GSEA多平台分析氧化应激通路，鉴定出MAPK3、HMOX1等10个枢纽基因及FOXC1等关键转录因子，首次揭示OKC中氧化应激基因与IL-1β的弱相关性（R=0.26），为靶向治疗提供新思路。

　　

牙源性角化囊肿（Odontogenic Keratocyst, OKC）作为颌骨常见的良性病变，却以局部侵袭性和高达62%的复发率困扰着临床。这种囊肿的独特之处在于其富含炎症介质和促增殖因子，如基质金属蛋白酶MMP2和MMP9，但背后的分子机制始终蒙着神秘面纱。更引人深思的是，近年研究发现OKC组织中存在显著的微生物定植和氧化应激现象——当免疫细胞对抗微生物时爆发的活性氧簇（ROS），究竟如何影响囊肿的发展？这一问题成为揭开OKC生物学行为的关键钥匙。

中国的研究团队通过高通量数据挖掘与单细胞技术，首次系统描绘了OKC的氧化应激图谱。他们从Gene Expression Omnibus（GEO）数据库中获取包含12例OKC和4例正常黏膜的GSE38494数据集，运用R语言limma包筛选差异表达基因（DEGs），并结合Gene Ontology（GO）数据库锁定465个氧化应激相关基因。通过Cytoscape的Degree算法和STRING数据库构建蛋白质互作网络，最终鉴定出MAPK3、HMOX1、GPX6等十大枢纽基因。更巧妙的是，团队利用单细胞数据集GSE176351，发现氧化应激基因与炎症因子IL-1β在OKC上皮细胞中存在微弱正相关（R=0.26），为炎症与氧化应激的协同作用提供了直接证据。这项发表于《Journal of Stomatology Oral and Maxillofacial Surgery》的研究，不仅揭示了OKC中氧化应激相关信号通路（如花生四烯酸代谢通路）的异常激活，还预测了FOXC1、HNF4A等可能调控这些枢纽基因的转录因子，为开发靶向疗法奠定了理论基础。

研究采用四大关键技术：1）基于GSE38494的差异基因分析（|log₂
FC|>1且adj. P<0.05）；2）多平台（DAVID/Metascape/GSEA）联合通路富集；3）Cytoscape的Degree算法筛选枢纽基因；4）单细胞数据（GSE176351）的Pearson相关性分析。

结果部分：
候选基因探索：从23,348个基因中筛选出1,470个DEGs，其中465个与氧化应激相关，60个显著差异表达。
氧化应激通路分析：发现这些基因富集于癌症中的microRNAs、化学致癌、ROS等通路，特别是花生四烯酸代谢通路异常活跃。
枢纽基因鉴定：PPI网络分析锁定MAPK3、HMOX1等十大枢纽基因，其中HMOX1（血红素加氧酶1）是抗氧化防御体系的核心组分。
转录因子预测：FOXC1和GATA2可能通过调控枢纽基因影响OKC进展。
单细胞验证：首次在单细胞层面证实氧化应激基因与IL-1β的表达相关性，暗示炎症微环境与氧化损伤的相互作用。

讨论与结论：该研究突破性地构建了OKC氧化应激的分子网络，阐明ROS不仅通过MMP2等蛋白促进囊肿扩张，还可能通过表观遗传修饰（如microRNA调控）加速疾病进展。特别值得注意的是，HMOX1作为关键的抗氧化酶，其表达变化可能反映OKC对氧化损伤的防御能力下降。而IL-1β与氧化应激基因的关联性提示，针对炎症-氧化应激轴的双重干预策略或是未来治疗方向。这项研究不仅为理解OKC的侵袭性提供了新视角，其整合生物信息学与单细胞技术的分析方法，也为其他炎症相关性肿瘤的研究提供了范式。

（注：全文严格依据原文事实，专业术语如活性氧簇（ROS）、基质金属蛋白酶（MMP2）等首次出现时均标注英文缩写，作者姓名保留原文拼写Hao Zhou等，上下标采用^{/_{标签规范呈现）}}