解读类风湿关节炎中与中性粒细胞胞外陷阱相关的核心基因和免疫景观：综合生物信息学分析和实验的见解

背景：类风湿关节炎（RA）是一种慢性自身免疫性疾病，以滑膜炎症和进行性关节破坏为特征。中性粒细胞胞外陷阱（NETs）是中性粒细胞死亡后形成的微网状结构，最近被认为与RA的发病机制和病理机制有关。然而，RA中NET形成所涉及的潜在分子机制和关键基因仍然很大程度上未知。方法：我们从基因表达综合数据库（GEO）获取滑膜组织的单细胞RNA测序数据，并进行细胞注释和细胞间通讯分析。随后，收集了三个微阵列数据集作为训练队列，并与一个与NETs相关的批量RNA测序数据集相关联。鉴定差异表达基因，并使用加权基因共表达网络分析来表征基因关联。使用三种机器学习技术，我们确定了最重要的核心基因，以开发和评估列线图诊断模型。使用CIBERSORT阐明核心基因与免疫细胞之间的关系。使用外部验证数据集验证关键基因的表达，并使用NetworkAnalyst平台构建共调控网络。我们进一步通过免疫组织化学在佐剂诱导的关节炎大鼠模型和实时定量聚合酶链反应在临床队列中研究了核心基因的表达。结果：通过降维和聚类鉴定了七个细胞亚群，其中中性粒细胞可能是RA中最关键的细胞簇。细胞间通讯分析强调了中性粒细胞与成纤维细胞之间的网络。在此背景下，鉴定了4个与NETs相关的关键核心基因（CRYBG1、RMM2、MMP1和SLC19A2）。开发并评估了具有诊断价值的列线图模型。免疫细胞浸润分析表明核心基因与NETs和RA中的免疫景观之间存在关联。IHC和RT-qPCR结果显示CRYBG1、RMM2和MMP1在滑膜细胞和中性粒细胞中高表达，而SLC19A2表达较低。相关性分析进一步强调了核心基因与RA患者实验室标志物之间的密切关联。结论：本研究首次阐明了RA滑膜微环境中中性粒细胞的异质性及其与成纤维细胞通讯的机制。CRYBG1、RMM2、MMP1和SLC19A2被鉴定并验证为潜在的NET相关生物标志物，为RA的诊断工具和免疫治疗策略提供了见解。