Identifikasi biomarker diagnostik kanggo hipertensi pulmonal idiopatik kanthi sindrom metabolik kanthi bioinformatika lan pembelajaran mesin

Etiologi IPAH ora dingerteni, nanging penyakit kasebut ndadekake beban fisik, mental, lan ekonomi sing gedhe kanggo pasien. Pasinaon sing wis ana wis nemtokake proporsi biomarker anyar sing bisa nggampangake diagnosis IPAH. Pasinaon imun-infiltrasi IPAH wis dilaporake sadurunge, nanging penyelidikan iki minangka sing pertama nggabungake IPAH karo MS. Sauntara kuwi, identifikasi gen diagnostik kandidat durung dianggep ing diagnosis IPAH. Kita nggunakake seri analisis bioinformatika terpadu lan metode pembelajaran mesin kanggo ngenali jalur umum lan gen diagnostik calon sing dienggo bareng kanggo IPAH lan MS. Kanggo ngindhari kesalahan, kita gabungke gen modul DEG lan WGCNA kanggo ngenali total 287 gen calon sing dienggo bareng. Analisis pengayaan nuduhake yen gen calon kasebut digandhengake karo jalur sinyal sing gegandhengan karo kekebalan lan metabolisme. Sabanjure, kita ngetrapake pendekatan pembelajaran mesin kanggo layar luwih lanjut kanggo gen kunci. Hasil silang saka analisis alas acak lan LASSO dianggep minangka gen diagnostik kandidat kanggo IPAH lan MS, lan kita luwih validasi efek diagnostik saben gen diagnostik calon sing dienggo bareng. mligine, EVI5L, RNASE2lan PARP10 duwe nilai diagnostik sing apik lan nilai AUC sing dhuwur.

IPAH minangka penyakit langka sing ditondoi kanthi resistensi pembuluh darah paru-paru. Ing panliten iki, kita milih rong set data kanthi jaringan paru-paru IPAH, sing luwih nggambarake ekspresi gen ing pasien IPAH tinimbang urutan gen getih perifer, minangka conto analitik. Kita banjur verifikasi asil ing ndhuwur nggunakake data lan nemokake yen gen diagnostik calon sing diidentifikasi padha beda-beda ing dataset jaringan paru-paru IPAH liyane. Mula, kita bisa nyimpulake manawa gen diagnostik calon sing ditemokake bisa ndeteksi IPAH sing didhelikake liwat pemeriksaan getih perifer pasien MS, sing operasi sing gampang banget lan ekonomis lan ngindhari pemeriksaan invasif kanthi kateterisasi jantung tengen.

Pungkasane, kita nemtokake 11 gen calon kunci (EVI5L, RNASE2, PARP10, TMEM131, TNFRSF1B, BSDC1, ACOT2, SAC3D1, SLA2, P4HB, lan PHF1), lan nomogram kanggo diagnosa IPAH ing pasien MS sing nuduhake nilai diagnostik sing dhuwur uga ditetepake.

EVI5L kalebu subfamili cilik saka protein domain TRE-2/BUB2/CDC16 lan minangka produk sampingan saka EVI5. EVI5L wis bab 70% identitas padha kanggo Evi5. Amarga sawetara laporan sing ana babagan EVI5LNanging, kita utamané analisa EVI5. EVI5 nduweni peran regulasi sing beda-beda ing perkembangan siklus sel, sitokinesis, lan perdagangan membran sel. Ing tumor, EVI5 ekspresi disregulasi ing macem-macem jinis kanker, kayata kanker paru-paru non-sel cilik, kanker laring, lan karsinoma hepatoseluler, lan EVI5 mulane dianggep minangka onkogen potensial lan regulator siklus sel25,26,27. EVI5 uga minangka faktor risiko kanggo multiple sclerosis28. Multiple sclerosis minangka penyakit demyelinating otoimun sing cukup umum; EVI5L mulane bisa nduwe peran penting ing kakebalan seluler minangka gen sing gegandhengan karo kekebalan. Nanging, mekanisme saka EVI5L ing IPAH lan MS mbutuhake penyelidikan luwih lanjut.

RNASE2 yaiku neurotoksin sing asale saka eosinofil (EDN/RNase2) lan ribonuklease endolisosomal sing tumindak sinergis kanggo ngeculake uridin saka oligonukleotida. RNASE2 ngaktifake reseptor kaya tol manungsa 8 (TLR8), dene aktivasi TLR8 nyebabake respon sel T helper-1 sing kuat kanggo pertahanan nglawan patogen intraselular. Iki nuduhake yen RNASE2 main peran penting ing sistem imun29. Minangka molekul sing gegandhengan karo kekebalan, RNASE2 minangka biomarker saka macem-macem penyakit sistem kekebalan, kalebu leukemia myelogenous kronis, lupus erythematosus sistemik, rheumatoid arthritis, lan multiple myeloma.30,31,32,33. Ing babagan kanker, RNASE2 ningkatake perkembangan glioma ganas liwat jalur sinyal PI3K / Akt34. Iki uga minangka biomarker sing gegandhengan karo kekebalan sing digunakake kanggo ngevaluasi prognosis kanker lambung lan ginjel35.36. Ing sistem pernapasan, RNASE2 mengaruhi tingkat protein spesifik eosinofil saka kulawarga asma lan nduweni peran kunci ing reaksi alergi sing nyebabake asma.37. Panaliten bioinformatika sadurunge wis nuduhake manawa RNASE2 overexpressed ing IPAH lan minangka biomarker IPAH38. Nanging, riset sing ana isih durung jelas nemtokake peran utama RNASE2 ing IPAH. Ing panliten iki, kita nemokake manawa RNASE2 minangka biomarker sing gegandhengan karo kekebalan lan metabolisme kanggo MS lan IPAH, sing nuduhake manawa RNASE2 bisa uga tanggung jawab kanggo pangembangan kelainan metabolik ing loro penyakit kasebut, mbuktekake nduweni peran potensial penting kanggo diagnosa pasien MS karo IPAH.

PARP10alternatif dikenal minangka ARTD10minangka anggota kulawarga protein PARP sing nindakake mono-ADP-ribosilasi protein target39. PARP10 minangka regulator metabolisme sing nduwe peran penting ing metabolisme lipid. Silencing saka PARP10 ngindhuksi oksidasi mitokondria lan aktivitas AMPK. PARP10 melu ngatur autophagy seluler ing model seluler; ing model kanker sel, mundhut saka PARP10 ngindhuksi oksidasi asam lemak40. PARP10 umume dituduhake ing jaringan manungsa, utamane ing ati lan limpa. Sekresi apolipoprotein B ing ati gumantung PARP10lan PARP10 silencing nyuda ekspresi apolipoprotein B ing hepatosit manungsa41. Mulane, ekspresi saka PARP10 bisa mengaruhi tingkat lipoprotein kapadhetan banget, medium-kapadhetan, lan low-density, lan PARP10 Ana hubungane karo metabolisme lipid. PARP10 uga melu ing respon inflamasi lan pangembangan tumor, sing overexpressed ing mayoritas tumor manungsa, kalebu tumor payudara lan ovarium, karsinoma sel skuamosa oral, karsinoma kolorektal, lan karsinoma hepatoseluler, lan PARP10 uga nduweni peran kanggo ningkatake proliferasi tumor sing gegandhengan42,43,44,45. Kajaba iku, PARP10 dibutuhake kanggo karusakan anti-DNA, lan PARP10 kalah gen nyebabake hipersensitivitas seluler kanggo karusakan DNA lan cacat replikasi DNA46. Kita nemtokake manawa gen silang IPAH lan MS utamane diperkaya ing jalur metabolisme lan kekebalan lan nemokake manawa PARP10, minangka regulator metabolisme, nduweni peran penting ing pangembangan lan pangembangan penyakit kasebut. Panaliten kita wis nuduhake yen overexpression saka PARP10 ing pasien karo IPAH karo MS bisa dadi biomarker sing gegandhengan karo metabolisme penting ing pasien lan nduweni nilai diagnostik sing dhuwur.

Kelainan metabolik minangka patogenesis penting saka PAH, lan perawatan sing ditargetake obat saka negara metabolisme patologis pasien kanggo perawatan tekanan arteri pulmonalis sing tambah minangka area sing aktif diteliti dening akeh peneliti. Tes model kewan nemokake yen metformin obat hipoglikemik ningkatake fungsi endothelial ing PAH lan kanthi signifikan ningkatake kaslametan tikus PAH.47. Asil uji klinis uga ngonfirmasi yen biguanides, obat hipoglikemik sing diwenehake kanthi lisan, kanthi signifikan ningkatake area fraksi ventrikel tengen pasien PAH, kanthi efek terapeutik sing apik.48. Legchenko et al. nemokake yen pioglitazone agonis PPAR-γ mbalikke hipertensi pulmonal liwat oksidasi asam lemak utamane digandhengake karo metabolisme lipid lan gangguan morfologi / fungsi mitokondria ing gagal ventrikel tengen lan hipertensi vaskular paru.49. Inhibitor sodium-glucose cotransporter 2 (SGLT2) englizin ningkatake ekskresi glukosa urin lan nyuda kedadeyan kardiovaskular lan mortalitas ing pasien diabetes tipe 2. Ing sinau50nemokake yen SGLT2 nyuda mortalitas ing tikus PAH sing diakibatake MCT lan nyuda remodeling paru-paru maladaptif.

Inflamasi minangka komponen kritis saka kabeh subtipe PAH, sel imun sing diaktifake ngasilake sitokin luwih akeh, kayata tumor necrosis factor-α lan interleukin, bisa ditemokake ing serum pasien ing tingkat sing ana hubungane positif karo keruwetan penyakit ing PAH.51. Akeh sel imun sing sirkulasi (umpamane, makrofag, monosit, sel mast, sel dendritik, lan sel T) wis ditampilake diaktifake ing limpa lan paru-paru ing PAH, lan akeh sing direkrut utawa diaktifake ing sirkulasi paru-paru. Dheweke ngatur fungsi sel arteri pulmonalis lan status diferensiasi kanthi cara paracrine. Jinis sel imun sing ana ing PAH bisa dadi glikolitik banget nalika diaktifake, nuduhake manawa sel kasebut bisa uga responsif marang terapi metabolik sing diowahi lan faktor liyane.51. Eksplorasi sampel biopsi jaringan paru-paru sadurunge pasien IPAH nuduhake infiltrasi sel inflamasi perivaskular saka sel T, sel B, lan makrofag52.53. Austin et al. luwih ditemokake yen sel-T CD8 ing jaringan paru-paru pasien IPAH saya tambah akeh lan inflamasi sing disebabake dening fungsi kekebalan abnormal lan mundhut autoimun ana hubungane karo patofisiologi IPAH.54. Miturut asil kita, pasien IPAH duwe tingkat memori sing luwih dhuwur saka sel B, sel T CD8, sel T helper follicular, monosit, lan makrofag M1 lan M2 lan tingkat sel plasma sing luwih murah, sel T CD4 sing istirahat, Tregs, sel NK istirahat, sel NK, sel mast istirahat, dan eosinofil. Asil kita konsisten karo pasinaon sadurunge. Mula, njelajah mekanisme kekebalan lan metabolisme IPAH kanthi jelas bisa mbukak dalan kanggo diagnosa lan perawatan IPAH. Ndhuwur kabeh, ngelingi kelainan metabolik lan otoimunitas penting banget kanggo njelajah patofisiologi IPAH lan terapi pertambangan. Sindrom metabolik minangka fitur klinis sing utamane ditondoi dening kelainan metabolik. Loro penyakit kasebut raket banget, lan analisis lengkap babagan biomarker umum penyakit kasebut bisa mbantu deteksi dini resistensi pembuluh darah paru-paru sing didhelikake ing pasien MS, kanthi intervensi medis sing pas wektune supaya bisa nyegah akibat serius.

Taun-taun pungkasan, wis dadi tren kanggo para ilmuwan medis nggunakake teknologi bioinformatika, algoritma pembelajaran mesin lan metode sinau jero kanggo ngrampungake masalah medis sing gegandhengan, lan ana literatur sing ora kaetung. Ilmuwan wis nggawe sawetara model komputasi canggih kanggo nganalisa asosiasi lncRNA-penyakit sing ana lan prédhiksi RNA lnc manungsa sing potensial kanggo asosiasi penyakit-penyakit, sing bisa digunakake kanthi efektif kanggo ngenali RNA lnc sing gegandhengan karo penyakit kanthi skala gedhe lan milih sing gegandhengan karo penyakit sing paling njanjeni. lnc RNAs kanggo validasi eksperimen55. Ana uga model adhedhasar algoritma jaringan lan model adhedhasar pembelajaran mesin kanggo prédhiksi model komputasi RNA Circular anyar kanggo korélasi penyakit.56. Nalika eksperimen biologi tradisional biasane mbutuhake akeh wektu lan dhuwit kanggo nyinaoni beda ing konsentrasi metabolit tartamtu ing pasien lan wong sing sehat, algoritma sinau jero anyar sing diarani Graph Convolutional Network with Graph Attention Network (GCNAT) bisa prédhiksi potensial. asosiasi metabolit sing gegandhengan karo penyakit57. Desain model canggih wis dadi luwih kerep ing taun-taun pungkasan, utamane ing wangun nggabungake pirang-pirang algoritma kanthi wajar, proses sing dikenal minangka fusi model. Kombinasi saka macem-macem algoritma kanggo nambah kinerja model lan nambah daya prediktif wis dadi gaya paling monjo58. Riset kita nggabungake rong algoritma pembelajaran mesin kanggo ningkatake kemampuan prediksi gen diagnosis komorbid IPAH lan MS, kanthi kapercayan sing dhuwur.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *