通过批量和单细胞RNA测序技术，跨疾病的生物标志物识别发现了用于肝静脉闭塞性黄疸（IVDD）和非酒精性脂肪肝病（NAFLD）的共有诊断生物标志物

《Frontiers in Molecular Neuroscience》：Cross-disease biomarker identification reveals shared diagnostic biomarkers for IVDD and NAFLD via bulk and single-cell RNA sequencing

椎间盘退行化与非酒精性脂肪肝共享分子机制，通过生物信息学分析发现ME1、HAS2、ADRB2为关键诊断标志，单细胞测序揭示其在巨噬细胞、成核细胞等中的调控作用，动物实验证实高脂饮食加剧IVDD且游泳可同时缓解两者。

　　在现代医学研究中，随着全球范围内慢性疾病的普遍性增加，科学家们越来越关注那些可能具有共同机制的疾病之间的关联性。本研究聚焦于两种常见的慢性疾病——椎间盘退化（IVDD）和非酒精性脂肪肝病（NAFLD），并试图揭示它们之间的潜在分子联系。IVDD是导致腰椎间盘退化的主要原因，其主要症状是腰痛，严重影响患者的生活质量并带来巨大的社会和经济负担。而NAFLD则是一种与代谢紊乱密切相关的慢性肝病，其全球发病率已达到25%-30%，可能发展为肝硬化甚至肝癌，对医疗系统构成重大挑战。尽管已有研究指出这两种疾病之间可能存在某种联系，但具体的分子机制仍不清楚。因此，本研究采用整合生物信息学方法，以探索这些疾病的共同分子特征，并评估其潜在的诊断价值。

研究首先从公共数据库中获取了多个与IVDD和NAFLD相关的基因表达数据集，并利用差异表达分析（DEGs）、加权基因共表达网络分析（WGCNA）以及机器学习方法，识别出与这两种疾病相关的共同基因。这些基因在IVDD和NAFLD中表现出相似的表达模式，并在两种疾病的病理过程中可能发挥关键作用。此外，通过构建诊断模型（如ROC曲线和Nomogram模型），研究进一步验证了这些基因在疾病预测中的潜力。研究还通过单细胞测序技术分析了基因在不同细胞类型中的表达特征，并结合体内实验评估了NAFLD对IVDD的影响以及运动干预的潜在治疗效果。

研究结果表明，ME1、HAS2和ADRB2这三个基因可能是IVDD和NAFLD的共享生物标志物。这些基因在两种疾病中均表现出显著的表达变化，并且与炎症反应、免疫细胞浸润和代谢调节等关键生物学过程密切相关。例如，ME1在IVDD中主要参与细胞增殖、细胞外基质（ECM）分解和炎症反应相关的通路，而在NAFLD中则主要涉及代谢调控。HAS2在IVDD中与细胞外基质和炎症相关，而在NAFLD中则与肝细胞中的炎症和纤维化过程相关。ADRB2则在两种疾病中均表现出与免疫反应和代谢相关的作用，特别是在调节炎症和促进组织修复方面。

通过体内实验，研究进一步验证了NAFLD对IVDD的促进作用，并发现游泳等运动干预可以有效改善NAFLD并减缓IVDD的进展。实验结果显示，高脂肪饮食（HFD）诱导的NAFLD不仅导致肝脏脂肪沉积和炎症，还加剧了椎间盘的退化过程。而游泳作为一种非侵入性干预手段，能够显著降低NAFLD相关的炎症因子水平，同时上调与IVDD相关的基因表达，从而保护椎间盘结构的完整性。这些结果表明，运动可能是一种有效的干预策略，有助于改善NAFLD和IVDD的共病状态。

此外，研究还发现，这些关键基因在不同组织中的表达模式和功能可能存在差异。例如，ME1在肝脏和椎间盘组织中均表现出重要的调控作用，但其在两种组织中的具体功能路径有所不同。HAS2在椎间盘组织中主要与细胞外基质的调控有关，而在肝脏中则与炎症和纤维化相关。ADRB2则在两种疾病中均表现出与免疫反应和代谢调节的关联，但其在不同组织中的表达变化和作用机制可能因组织环境而异。这些发现不仅揭示了ME1、HAS2和ADRB2在两种疾病中的潜在生物学意义，也为未来研究提供了新的方向。

本研究的意义在于，首次揭示了ME1、HAS2和ADRB2可能作为IVDD和NAFLD的共享生物标志物，并通过多组学分析和体内实验验证了这些基因在疾病进展中的关键作用。研究还强调了运动干预在改善NAFLD和IVDD共病状态中的重要性，为临床治疗提供了新的思路。然而，研究也指出了其局限性，包括所使用的公共数据集样本量有限、基因表达模式的组织特异性差异以及缺乏对这些基因在蛋白质水平和功能层面的深入研究。因此，未来的研究需要进一步扩大样本规模，深入探索这些基因在不同组织中的具体作用机制，并结合蛋白质水平分析和功能实验，以验证其在疾病调控中的因果关系。

总的来说，本研究为理解IVDD和NAFLD之间的分子联系提供了新的视角，并强调了运动干预在缓解这些疾病共病状态中的潜在价值。这些发现不仅有助于深化对这两种疾病发病机制的认识，还为开发更精准的诊断工具和治疗策略提供了理论依据。未来，随着更多临床数据的积累和研究方法的不断进步，有望进一步揭示这些基因在疾病中的具体作用，并推动其在实际临床中的应用。