确定FOXK1和SEMA7A为与糖尿病视网膜病变中m6A相关程序性细胞死亡相关的关键基因

《Hereditas》：Identification of FOXK1 and SEMA7A as key genes associated with m6A-related programmed cell death in diabetic retinopathy

　　

摘要

背景

糖尿病视网膜病变是一种严重的糖尿病微血管并发症，其发病机制较为复杂，与程序性细胞死亡以及N6-甲基腺苷修饰密切相关。本研究旨在利用转录组数据找出与糖尿病视网膜病变中m⁶A相关程序性细胞死亡相关的关键基因，为该病的发病机制研究提供新的靶点及理论依据。

方法

本研究从公共数据库中获取了糖尿病视网膜病变样本和对照组的转录组数据，同时从文献中筛选出与m⁶A和程序性细胞死亡相关的基因。通过差异表达分析和相关性分析确定候选基因，再利用构建的蛋白质-蛋白质相互作用网络以及机器学习算法筛选出特征基因，随后对这些基因进行表达验证以确定关键基因。之后建立了预测性判别表并评估其性能，同时还进行了富集分析和免疫浸润分析，最后构建了分子调控网络并进行了分子对接实验。

结果

最初共鉴定出3,716个在糖尿病视网膜病变样本与对照组之间存在差异表达的基因。将这些基因与程序性细胞死亡相关基因以及m⁶A相关差异表达基因进行交集分析，再通过Spearman相关性分析，最终确定了58个候选基因。随后通过蛋白质-蛋白质相互作用分析、机器学习分析以及表达分析，确定Forkhead box K1（FOXK1）和Semaphorin 7A（SEMA7A）为关键基因。此外，这两个关键基因共同构成了一个用于糖尿病视网膜病变诊断的准确度较高的判别表。基因集富集分析显示它们在糖尿病视网膜病变的发病机制中起着重要作用，而免疫浸润分析则表明免疫功能失调也与该病发生有关。所构建的转录因子- mRNA- miRNA调控网络包含2个关键基因、14种转录因子以及12种miRNA（如BRCA1-FOXK1-mmu-miR-7234-3p）。分子对接实验显示地西他滨等药物能够与FOXK1良好结合，因此有必要进一步开展实验研究以探讨这些药物的治疗效果。

结论

本研究确定FOXK1和SEMA7A是与m⁶A相关程序性细胞死亡相关的糖尿病视网膜病变关键基因，这可能为后续该病的诊断和治疗研究提供新的方向。

背景

糖尿病视网膜病变是一种严重的糖尿病微血管并发症，其发病机制较为复杂，与程序性细胞死亡以及N6-甲基腺苷修饰密切相关。本研究旨在利用转录组数据找出与糖尿病视网膜病变中m⁶A相关程序性细胞死亡相关的关键基因，为该病的发病机制研究提供新的靶点及理论依据。

方法

本研究从公共数据库中获取了糖尿病视网膜病变样本和对照组的转录组数据，同时从文献中筛选出与m⁶A和程序性细胞死亡相关的基因。通过差异表达分析和相关性分析确定候选基因，再利用构建的蛋白质-蛋白质相互作用网络以及机器学习算法筛选出特征基因，随后对这些基因进行表达验证以确定关键基因。之后建立了预测性判别表并评估其性能，同时还进行了富集分析和免疫浸润分析，最后构建了分子调控网络并进行了分子对接实验。

结果

最初共鉴定出3,716个在糖尿病视网膜病变样本与对照组之间存在差异表达的基因。将这些基因与程序性细胞死亡相关基因以及m⁶A相关差异表达基因进行交集分析，再通过Spearman相关性分析，最终确定了58个候选基因。随后通过蛋白质-蛋白质相互作用分析、机器学习分析以及表达分析，确定Forkhead box K1（FOXK1）和Semaphorin 7A（SEMA7A）为关键基因。此外，这两个关键基因共同构成了一个用于糖尿病视网膜病变诊断的准确度较高的判别表。基因集富集分析显示它们在糖尿病视网膜病变的发病机制中起着重要作用，而免疫浸润分析则表明免疫功能失调也与该病发生有关。所构建的转录因子- mRNA- miRNA调控网络包含2个关键基因、14种转录因子以及12种miRNA（如BRCA1-FOXK1-mmu-miR-7234-3p）。分子对接实验显示地西他滨等药物能够与FOXK1良好结合，因此有必要进一步开展实验研究以探讨这些药物的治疗效果。

结论

本研究确定FOXK1和SEMA7A是与所述m⁶A相关程序性细胞死亡相关的糖尿病视网膜病变关键基因，这可能为后续该病的诊断和治疗研究提供新的方向。