《Frontiers in Immunology》：Comorbidity of anxiety and dry eye disease: shared biomarkers and immune responses
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背景：干眼症（DED）与焦虑是常共存的高发疾病，但其共病的分子机制了解不足。本研究通过整合生物信息学与实验验证阐明链接DED与焦虑的收敛基因、通路和免疫特征。方法：从GEO数据库获取数据集（GSE44101、GSE98793），利用加权基因共表达网络分析（WG
背景：干眼症（DED）与焦虑是常共存的高发疾病，但其共病的分子机制了解不足。本研究通过整合生物信息学与实验验证阐明链接DED与焦虑的收敛基因、通路和免疫特征。方法：从GEO数据库获取数据集（GSE44101、GSE98793），利用加权基因共表达网络分析（WGCNA）、差异表达分析和LASSO回归识别共病候选基因，随后进行功能富集分析、蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析、免疫浸润反卷积和单细脑RNA测序（scRNA-seq）。采用干燥应激、0.2%苯扎氯铵（BAC）联合慢性不可预知温和应激（CUMS）建立共病小鼠模型，通过逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）和蛋白质印迹法（Western blot）验证枢纽基因表达。结果：研究人员识别128个候选基因富集于昼夜节律等通路，突出4个关键基因（BTBD1、BANK1、UBA3、NEDD1）在角膜上皮细胞表达；免疫分析将其关联浆细胞与B细胞亚群；小鼠模型中观察到干眼、焦虑、炎症及神经递质失衡表型，枢纽基因上调，RT-qPCR与Western blot确认角膜中BTBD1、BANK1、UBA3、NEDD1显著上调，而在泪腺与海马中BANK1升高但其余三者下调，呈现组织特异性调控。结论：研究表明BTBD1、BANK1、UBA3、NEDD1与DED-焦虑共病的免疫炎症特征相关，在角膜、泪腺、海马存在不同组织特异性表达谱，为未来共享通路研究提供基础。
研究背景与立项依据
干眼症（DED）是一种累及泪膜与眼表的复杂多因素疾病，以泪膜不稳定、高渗、眼表炎症和组织损伤为核心特征，患病率约5%–50%。焦虑障碍属DSM-5定义的以过度威胁预期伴肌肉紧张、警觉性增高为特征的常见精神障碍，全球高发且慢性化明显。流行病学与临床观察均提示DED与焦虑常共病，且两者共享下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴激活、低度全身炎症、单胺与GABA能神经传导异常、感官神经敏化等神经内分泌-免疫机制；DED眼表Th1/Th17介导的IL-1β、IL-6、TNF-α、IL-17级联与焦虑外周细胞因子谱高度重叠。然而既往动物研究多将DED与焦虑置于独立范式，跨角膜、泪腺、海马的直接分子比对稀缺，共病候选基因是否协调或组织特异性表达、关联免疫细胞特征及体内同步验证均属空白。该研究发表于《Frontiers in Immunology》，旨在以整合生物信息学与原位动物验证填补上述缺口，聚焦免疫相关基因及昼夜节律紊乱在DED-焦虑共病中的桥梁作用。
主要关键技术方法
研究人员基于GEO公开队列：分析集为GSE44101（小鼠Spdef基因敲除眼表，3正常/3疾病）与GSE98793（人外周血重度抑郁对照，64正常/64疾病），验证集为GSE40611（人腮腺原发干燥综合征）与GSE61672（人全血广泛焦虑障碍），单细胞参照GSE186433（人角膜）。方法链涵盖WGCNA模块挖掘、limma差异表达（|log2FC|≥1.2，adj.P<0.05）、LASSO回归七折交叉筛选、KEGG/GO富集、STRING+Cytoscape的PPI与MCODE/CytoHubba枢纽基因提取、CIBERSORTx评估22类免疫细胞浸润、Seurat标准化scRNA-seq注释；体内以雌性C57BL/6J小鼠（6–8周）行BAC滴眼+干燥舱+CUMS四周双打击建模，平行取角膜/泪腺/海马行RT-qPCR、Western blot、ELISA（IL-1β/TNF-α/IL-6/5-HT/GABA/Glu）、H&E与IHC。
研究结果
3.1 生物信息学筛选
3.1.1 GEO信息：完成五数据集角色分配。
3.1.2 WGCNA：GSE44101软阈β=20得33模块，darkolivegreen4模块与表型r=0.99；GSE98793β=12得11模块，green模块强相关。
3.1.3 DEGs与机器学习：两集分别筛5939与135 DEGs，LASSO各收7特征基因，与WGCNA/DEG取并后再交集得128个DED-焦虑共享候选。
3.1.4 富集分析：128基因富集于昼夜节律、造血细胞谱系、血小板活化、溶酶体、嘧啶代谢、长时程增强；生物过程涉微管成核/聚合、染色体分离，分子功能含α-甘露糖苷酶等。
3.1.5 PPI与模块：STRING建网，MCODE提三簇；CytoHubba以MCC/DMNC/Degree交叠获6枢纽（UBA3、BTBD1、MS4A1、BANK1、HAUS6、NEDD1），GeneMANIA示63.18%物理互作。
3.2 验证：GSE40611中BTBD1/BANK1/MS4A1上调，GSE61672中UBA3/NEDD1上调，锁定BTBD1、BANK1、UBA3、NEDD1、MS4A1为跨队列可重复特征。
3.3 免疫浸润：CIBERSORTx显示浆细胞占比与共病签名相关；BANK1与初始B/浆细胞/DC相关，BTBD1涉M0/M2巨噬与CD4/CD8 T，UBA3/NEDD1亦锚定巨噬-T细胞轴。
3.4 单细胞：GSE186433质控后分上皮/基质，上皮富祖细胞、基质富NKT；BTBD1/BANK1/UBA3/NEDD1在上皮多细胞型表达。
3.5 体内验证
3.5.1 病理行为：模型鼠酚红棉线泪分泌降、荧光素中央染色增、过度理毛；血清IL-1β/TNF-α/IL-6升，海马5-HT与GABA降、Glu升；IHC示角膜/泪腺IL-1β、TNF-α强染；H&E见角膜上皮变薄、泪腺腺泡损、海马神经元脱失。EPM与OFT中心区探索减少示焦虑样，FST/TST不动时间无变。
3.5.2 多组织表达：角膜中四基因mRNA与蛋白均显著上调；泪腺与海马BANK1上调而BTBD1/UBA3/NEDD1下调，证实组织特异性。
讨论与结论翻译
讨论指出128候选基因富集昼夜节律提供外周眼炎-中枢神经免疫失调界面解释，但本研究未直接测钟基因振荡；BANK1作为B细胞受体（BCR）信号适配蛋白跨三组织持续上调，支持B/浆细胞轴桥接局部与系统应激；UBA3属NEDD8活化酶催化亚基，neddylation通路可稳NLRP3增强 inflammasome，海马UBA3下调或为代偿反馈但未测全局neddylation故属推测。免疫浸润中浆细胞/初始B与BANK1相关，契合DED自身免疫与焦虑应激免疫重编程。结论原文意译：研究表明BTBD1、BANK1、UBA3与NEDD1与DED-焦虑共病的免疫炎症特征相连，在角膜、泪腺及海马呈现显著组织特异性表达谱，为后续共享通路与靶向免疫干预研究提供基础。
