2型糖尿病中泛素-蛋白酶体系统和焦亡相关生物标志物的鉴定及机制见解

背景：焦亡和泛素化已被确定为影响糖尿病发病机制的关键过程。目的：研究与2型糖尿病（T2DM）中泛素-蛋白酶体系统（UPS）和焦亡相关的基因，并阐明它们在T2DM中的作用机制。方法：本研究使用了数据集GSE76894、GSE41762和GSE86469。从现有文献中获得UPS相关基因（UPSGs）和焦亡相关基因（PRGs）。进行差异表达分析以鉴定差异表达基因（DEGs）。将DEGs与UPSGs和PRGs相交，以鉴定差异表达的UPSGs和PRGs。使用Spearman相关、t检验和受试者工作特征曲线分析确定泛素-焦亡相关生物标志物。使用基因集富集分析（GSEA）评估生物标志物的通路富集。使用单样本GSEA（ssGSEA）和Spearman相关分析生物标志物与免疫细胞之间的关系。构建了竞争性内源RNA网络。随后，鉴定了与生物标志物相关的药物，并建立了基因-药物网络。在数据集GSE86469中，使用单细胞测序确定细胞类型。最后，通过定量PCR（qPCR）和western blot分析验证了生物标志物的表达水平。结果：在GSE76894中鉴定了总共581个DEGs。四个基因[ATP结合盒亚家族C成员8（ABCC8）、视黄醇结合蛋白4（RBP4）、Ras蛋白特异性鸟嘌呤核苷酸释放因子1（RASGRF1）和溶质载体家族34成员2（SLC34A2）]被确定为T2DM中的泛素-焦亡相关生物标志物，基于在GSE76894和GSE41762中的一致表达趋势和显著差异。这些生物标志物富集在与DM相关的氧化磷酸化和丝裂原活化蛋白激酶信号通路中。ssGSEA显示组间九种免疫细胞类型的富集评分存在显著差异。共鉴定出17个microRNAs（miRNAs）和36个长链非编码RNA（lncRNAs），形成多种miRNA-lncRNA相互作用。此外，鉴定了与生物标志物相关的22种药物，如格列齐特和维A酸。在GSE86469中，表征了包括α和β细胞在内的八种细胞类型。qPCR和western blot分析证实，RASGRF1和SLC34A2的表达趋势与GSE76894中的发现一致。结论：本研究通过生物信息学分析鉴定了T2DM中的四个泛素-焦亡相关生物标志物（ABCC8、RBP4、RASGRF1和SLC34A2），为T2DM的诊断和治疗提供了新的见解。