铜死亡和免疫相关基因对特发性肺纤维化疾病的贡献

背景：特发性肺纤维化（IPF）是一种退行性呼吸系统疾病，具有显著的死亡率和缺乏可用的治疗选择。铜死亡是一种新型的铜诱导细胞死亡形式，因其潜在意义而受到关注。本研究旨在探讨铜死亡相关核心基因在IPF患者中的诊断价值。此外，采用多种生物信息学分析来确定与IPF诊断相关的免疫相关生物标志物，为未来的治疗策略提供有价值的见解。方法：从基因表达综合（GEO）数据库中选择了四个微阵列数据集进行筛选。分析了与IPF相关的差异表达基因（DEGs）。此外，采用加权基因共表达网络分析（WGCNA）来识别与IPF最相关的DEGs。最终，我们分析了五个铜死亡相关核心基因，并在训练集和验证集中评估了它们对IPF的诊断价值。此外，通过蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络筛选了四个免疫相关核心基因，并通过受试者工作特征（ROC）曲线进行评估。最后，采用单细胞RNA测序进一步研究差异基因分布。结果：我们共鉴定出92个DEGs。生物信息学分析强调了五个铜死亡相关基因作为候选生物标志物，包括三个上调基因（CFH、STEAP1和HDC）和两个下调基因（NUDT16和FMO5）。这五个基因在该队列中的诊断准确性被证实是可靠的。此外，我们确定了四个免疫相关核心基因，它们对IPF表现出很强的诊断性能，其中CXCL12的AUROC为0.90。我们还研究了这四个基因与免疫细胞之间的关系。CXCL12与中性粒细胞显著负相关，而CXCR2仅与中性粒细胞相关，这与我们的单细胞测序结果一致。CTSG主要与滤泡辅助T细胞呈正相关，SPP1与巨噬细胞的相关性最强。最后，我们的单细胞测序数据揭示，在IPF患者中，CXCL12在内皮细胞亚群（ECs）中高表达，而SPP1在多个细胞群体中高表达。CTSG的表达在单核巨噬细胞中显示出统计学显著差异。结论：本研究系统地描绘了五个铜死亡相关基因、四个免疫相关核心基因与IPF之间复杂的相互作用，为IPF患者的诊断和治疗提供了新思路。