基于基因聚类鉴定QSOX1和IL1RAP作为代谢功能障碍相关脂肪性肝病的生物标志物

背景与目的：代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）是一种进行性肝病，范围从单纯性脂肪变性到炎症、纤维化和肝硬化。为了满足对新的MASLD生物标志物的未满足需求，我们旨在利用公开可用的RNA测序（RNA-seq）和蛋白质组学数据鉴定候选生物标志物。方法：使用同质化处理和整合的625份肝脏标本的RNA-seq数据进行无监督基因聚类，结合健康对照组和MASLD患者的公共蛋白质组学数据，以筛选MASLD生物标志物。此外，我们使用血浆酶联免疫吸附测定（ELISA）和肝脏样本的免疫组织化学染色（IHC）在MASLD和健康队列中验证了结果。结果：我们生成了一个数据库（https://dreamapp.biomed.au.dk/NAFLD/），用于探索沿MASLD进展的基因表达变化，以促进鉴定参与疾病进展的基因和通路。通过基因和蛋白质聚类的交叉分析，我们确定了38个基因作为MASLD严重程度的潜在生物标志物。Quiescin sulfhydryl oxidase 1（QSOX1）的上调和白细胞介素-1受体辅助蛋白（IL1RAP）的下调与RNA-seq和蛋白质组学数据中MASLD严重程度的增加相关。特别是，血浆中的QSOX1/IL1RAP比率在诊断MASLD方面显示出有效性，通过蛋白质组学分析量化的受试者工作特征曲线下面积（AUROC）高达0.95，通过ELISA的AUROC为0.82。结论：我们发现了QSOX1和IL1RAP水平与MASLD严重程度之间的显著关联。此外，QSOX1/IL1RAP比率有望作为诊断MASLD和评估其严重程度的非侵入性生物标志物。关键词：白细胞介素-1受体辅助蛋白，代谢功能障碍相关脂肪性肝病，非侵入性生物标志物，quiescin sulfhydryl oxidase 1，RNA测序数据整合。重点：- 来自625份肝脏标本的RNA-seq数据，包括健康对照和严重程度递增的MASLD患者，用于筛选MASLD生物标志物。- 一种基于所有样本中基因表达轨迹相似性的无监督基因聚类方法，增强了发现新的有效非侵入性MASLD生物标志物的能力。- QSOX1、IL1RAP特别是QSOX1/IL1RAP比率被发现与MASLD严重程度相关。- QSOX1/IL1RAP比率预测MASLD严重程度的高灵敏度在两个独立患者队列中通过血浆蛋白质组学定量（AUROC = 0.95）和ELISA（AUROC = 0.82）得到验证。通俗总结：本研究旨在寻找代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）的非侵入性生物标志物。研究人员利用一种新的基因聚类方法分析了625份肝脏样本的RNA-seq数据。所鉴定的生物标志物进一步通过血浆蛋白质组学分析、酶联免疫吸附测定（ELISA）和肝脏免疫组织化学染色（IHC）在三个独立的健康对照组和MASLD患者组中得到验证。该研究显示，随着MASLD严重程度的增加，QSOX1水平升高，而IL1RAP水平降低。重要的是，血浆中QSOX1与IL1RAP表达的比率显示出作为评估MASLD严重程度的非侵入性诊断工具的前景，从而消除对肝活检的依赖。