青光眼小梁网氧化应激特征基因的鉴定与验证：炎症-氧化应激协同调控机制及诊疗新靶点

本研究针对青光眼小梁网(TM)氧化应激(OS)分子机制不明的关键问题，通过整合GEO数据库(GSE27276、GSE124114等)与GeneCards氧化应激基因集，鉴定出61个差异表达氧化应激相关基因(DEOSGs)。研究发现CXCL1、NFKBIA、VCAM1等7个核心基因通过IL-17/TNF/NF-κB通路调控免疫微环境，其AUC值均>0.7。研究首次揭示RELA/NFKB1转录因子和hsa-miR-34a-5p构成的调控网络，并筛选出Infliximab等35种潜在治疗药物，为青光眼早期诊断和靶向治疗提供新策略。

　　

青光眼作为全球不可逆致盲的首要病因，其发病机制远超出单纯眼压升高的机械损伤范畴。近年研究发现，氧化应激(Oxidative Stress, OS)驱动的线粒体功能障碍和神经炎症级联反应，在各类青光眼亚型（包括原发性开角型青光眼POAG、正常眼压性青光眼等）的病理进程中扮演关键角色。小梁网(Trabecular Meshwork, TM)作为房水外流的主要通道，其氧化损伤会导致细胞外基质(ECM)重构和纤维化，最终引发眼压升高。然而，氧化应激如何精确调控TM功能障碍的分子机制始终是未解之谜。

为破解这一科学难题，Weiye Xu、FuShen Zhang和Jufang Huang团队在《Scientific Reports》发表重要研究。研究人员创新性地整合POAG患者TM组织测序数据(GSE27276)和糖皮质激素诱导的青光眼模型数据(GSE124114等)，通过生物信息学挖掘与实验验证相结合的策略，系统揭示了氧化应激特征基因及其调控网络。

研究主要采用四大关键技术：1) 基于GeneCards数据库筛选氧化应激相关基因集(Relevance Score>7)；2) 运用limma包进行差异表达分析，结合STRING数据库构建蛋白互作网络(PPI)；3) 通过CytoHubba插件采用Degree和MCC算法筛选hub基因；4) 利用ssGSEA分析免疫细胞浸润特征，并借助miRNet平台预测转录因子(TFs)和microRNAs调控网络。

Identification of DGEs and DEOSGs

通过对GSE27276数据集分析获得656个差异基因，与GeneCards氧化应激基因集取交集后，鉴定出61个DEOSGs。热图显示这些基因在POAG患者TM组织中呈现显著差异表达模式。

Enrichment analyses of DEOSGs

ClueGO分析揭示DEOSGs主要富集于活性氧代谢、过氧化氢代谢等生物过程，以及IL-17/TNF/NF-κB等炎症相关通路。其中血红蛋白复合体、线粒体呼吸链等细胞组分显著富集，提示氧化应激与线粒体功能障碍的密切关联。

Identification of hub genes

PPI网络分析锁定7个核心基因：CCL3、CXCL1、NFKBIA、VCAM1、LCN2、TNFRSF1A和HP。ROC曲线显示这些基因具有优异诊断效能(AUC:0.731-0.932)，其中CXCL1在验证集中表达趋势一致。

ssGSEA of hub genes

免疫浸润分析发现NFKBIA与调节性T细胞(Treg)正相关，而TNFRSF1A与促炎性免疫细胞负相关。该发现与既往TGFβ2通过NF-κB诱导ECM沉积的研究相互印证。

The TF and microRNA network

调控网络分析显示，NFKBIA受153个microRNAs调控，其中hsa-miR-34a-5p可同时靶向5个hub基因。RELA/NFKB1作为核心转录因子，通过调控CCL3等基因参与TM微环境重塑。

Drug prediction network

药物预测发现TNF-α单抗Infliximab可同时作用于CCL3和NFKBIA，而维生素B6通过调节HP表达发挥抗氧化作用。特别值得注意的是，糖皮质激素与VCAM1的相互作用提示其治疗青光眼时可能存在的双向调节效应。

这项研究的重要意义在于：首次系统阐明氧化应激与炎症反应通过TNFRSF1A/NFKBIA信号轴协同损伤TM功能的分子机制。发现的7个hub基因不仅可作为青光眼早期诊断的生物标志物，其调控网络还为开发靶向药物（如Infliximab的跨适应症应用）提供理论依据。研究创新性地整合多组学数据和临床样本，为理解青光眼病理生理机制开辟了新视角，特别是揭示氧化应激-炎症-免疫浸润三者形成的"恶性三角"在TM功能障碍中的核心作用。未来针对这一调控网络的干预策略，可能为青光眼精准治疗带来突破性进展。