铁死亡相关基因PTGS2在心脏栓塞性卒中与动脉粥样硬化中的跨疾病诊断价值及泛癌分析

本研究针对心脏栓塞性卒中(CS)与动脉粥样硬化(AS)缺乏特异性早期诊断标志物的临床难题，通过整合GSE58294和GSE20129数据集，运用LASSO回归和SVM-RFE机器学习算法，鉴定出CIRBP、CREB5、MAPK14、PEBP1和PTGS2五个铁死亡(FR)相关枢纽基因。研究发现PTGS2诊断模型对CS和AS具有显著特异性(AUC>0.7)，且与中性粒细胞浸润显著相关，同时在33种癌症中呈现异常表达。该研究为CS/AS的早期诊断提供了新型生物标志物，并为泛癌治疗靶点开发提供了新思路。

　　

在当今社会，心脑血管疾病已成为威胁人类健康的"头号杀手"。其中，心脏栓塞性卒中(CS)约占所有缺血性卒中的20%，而动脉粥样硬化(AS)则是其最重要的危险因素之一。这两种疾病犹如一对"难兄难弟"，常常相伴而行，给临床诊断和治疗带来巨大挑战。传统诊断方法依赖昂贵的影像学检查，且存在3小时黄金治疗窗的限制，使得许多患者错失最佳救治时机。更令人担忧的是，目前尚缺乏能够早期识别这两种疾病的特异性分子标志物。面对这一临床困境，南阳师范学院生命科学与农业工程学院的研究人员独辟蹊径，将目光投向了近年来备受关注的铁死亡(Ferroptosis, FR)——一种铁依赖性的新型程序性细胞死亡方式。

研究人员采用多组学整合分析策略，首先从GEO数据库获取CS(GSE58294)和AS(GSE20129)数据集，结合Ferroptosis Database中的484个FR相关基因，鉴定出69个CS相关和39个AS相关的FR差异表达基因(FRDEGs)。通过LASSO回归和SVM-RFE两种机器学习算法筛选枢纽基因，并利用qRT-PCR在临床样本中进行验证。此外，还采用CIBERSORT算法分析免疫细胞浸润，通过STRING数据库构建蛋白质互作网络，并开展泛癌分析评估枢纽基因的肿瘤学意义。

研究结果部分，《FRDEG identification》揭示在CS和AS中分别存在69个和41个FRDEGs，染色体定位分析显示这些基因广泛分布于多条染色体。《KEGG and GO enrichment analyses》发现这些基因显著富集于氧化应激、p53信号通路和脂代谢等关键通路。《LASSO regression and SVM-REF screening》鉴定出CIRBP、CREB5、MAPK14、PEBP1和PTGS2五个枢纽基因，其中PTGS2的诊断AUC值达0.785(CS)和0.629(AS)。《Construction and verification》显示这些基因在患者外周血中表达显著升高，联合诊断模型AUC高达0.980。《Immune cell infiltration》分析发现中性粒细胞与枢纽基因表达呈强正相关，而《Pan-cancer》分析显示这些基因在33种癌症中异常表达。

讨论部分指出，MAPK14(p38α)作为MAPK家族成员，通过调控炎症反应和细胞凋亡参与AS斑块形成；PTGS2(COX-2)则通过影响平滑肌细胞表型转化参与血管损伤修复。这两个关键靶点的发现为理解CS-AS的分子机制提供了新视角。特别值得注意的是，PTGS2诊断模型不仅能区分CS/AS患者与健康对照，还与中性粒细胞浸润程度显著相关，这为开发基于外周血检测的无创诊断方法奠定了基础。在转化医学方面，研究发现的枢纽基因在多种癌症中异常表达，提示其可能作为跨疾病的治疗靶点。例如，MAPK14在心肌肥厚和心力衰竭中的已知作用，使其成为心脑血管-肿瘤共治策略的潜在靶标。这项研究的创新性在于首次系统揭示了FR相关基因在CS-AS中的调控网络，为开发新型诊断标志物和精准治疗策略提供了重要理论依据。