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基于生物信息学分析溶质载体 15A1 基因表达 与孤独症谱系障碍的相关性
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R729

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    目的 基于生物信息学分析溶质载体(SLC)15A1 基因表达与孤独症谱系障碍(ASD)的相关性,为临床治疗提供参考。 方法 使用基因表达公共(GEO)数据库,检索溶质载体相关基因(SCRGs)和孤独症谱系障碍(ASD)患者血液 RNA 表达谱芯片或测 序的研究数据集得到 2 个训练集(GSE6575、GSE77103 数据集)和 1 个验证集(GSE49105 数据集),对 2 个训练集进行去批次合并处 理,将得到的新数据集作为本研究的训练集。对训练集进行差异表达分析,得到差异基因(DEGs),使用 Venny 2.1 获取 SCRGs 和 DEGs 的交集靶点溶质载体差异基因(DE-SCRGs)并建立 DE-SCRGs 的关联网络图。对 DE-SCRGs 进行富集分析,得到其主要参与的生物学 过程。通过机器学习方法 [LASSO、随机森林(RF)、支持向量机的递归特征消除(SVM-RFE)算法 ] 在验证集中筛选出生物标志物, 并分析生物标志物在 ASD 中的预测价值。在训练集和验证集中比较 ASD 男童与健康对照(NC)组研究对象中 DE-SCRGs 的表达水平差 异,在训练集中比较 ASD 男童和女童样本中 DE-SCRGs 的表达水平差异。基于SLC15A1、SLC5A4、SLC28A3、SLC50A1 基因构建列线 图,分析以上 4 个基因的表达水平与 ASD 发生的相关性。结果 GSE6575 和 GSE77103 数据集去批次后数据分布较均匀,获得 1 010 个 DEGs,其中 692 个在 ASD 样本中下调,318 个在 ASD 样本中上调,并获得 25 个 DE-SGRGs。关联网络图显示:27 个基因呈 102 对相关 性,其中SLC15A1 基因与其他分析的基因均正相关,具有代表性。GO 通路富集分析结果显示:DE-SCRGs 参与的生物学过程主要是跨 膜运输等功能;KEGG 通路富集分析结果显示:DE-SCRGs 参与的部分信号通路主要是蛋白质消化吸收、氮代谢等过程。通过 LASSO、 SVM-RFE、RF 算法各得到 16、16、7 个候选特征基因,取交集后得到 4 个候选基因(SLC15A1、SLC5A4、SLC28A3、SLC50A1)作 为生物标志物。受试者操作特征(ROC)曲线分析结果显示:4 个生物标志物预测 ASD 发生的曲线下面积(AUC)均>0.7,整体模型的 AUC=0.896。在训练集和验证集中,SLC15A1、SLC28A3、SLC50A1 基因的表达趋势保持一致,SLC5A4 基因的表达在验证集中无差异; 训练集中 ASD 男童、女童样本的SLC50A1 基因表达有差异。列线图结果显示:SLC15A1 基因的表达与 ASD 的发生呈负相关。实验验证 结果显示:ASD 组患儿血液样品中SLC15A1 基因表达水平低于 NC 组(P<0.05)。结论 SLC15A1 基因表达水平与 ASD 呈负相关,异 常表达可降低寡肽物质的转运,进而影响 ASD 的发生或加重。

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  • 在线发布日期: 2024-08-14
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