“免疫应答词典”揭示单核细胞和核心靶点IRF7在椎间盘退变中的关键作用。

背景 椎间盘退变（IDD）被广泛认为是腰痛（LBP）的主要原因。作为免疫豁免器官，IDD发病时，髓核（NP）的各种成分暴露于宿主的免疫系统，积聚细胞因子。细胞因子促进免疫系统内的细胞间通讯，诱导免疫细胞极化，并加剧IDD中的氧化应激。 方法 使用机器学习来识别关键免疫细胞。随后，对关键免疫细胞进行免疫应答富集分析（IREA），以确定它们在IDD中的细胞因子反应和极化状态。“CellChat”包促进了细胞间通讯分析。还进行了差异基因表达分析、PPI网络、GO和KEGG通路富集分析、GSVA、共表达基因分析和关键基因相关网络，以探索核心基因及其相关功能。最后，通过体外和体内实验验证了关键基因的差异表达和功能。 结果 通过多种机器学习方法，单核细胞被确定为IDD中的关键免疫细胞，表现出显著的分化能力。IREA揭示，IDD中的单核细胞极化为富含IFN-a1和IFN-b的Mono-a状态，可能加剧炎症。细胞间通讯分析揭示了巨噬细胞和单核细胞之间ANNEXIN通路的改变和CXCL信号的减少，表明免疫应答失调。此外，十种算法确定了三个核心基因。体外和体内实验均确凿表明，IRF7是治疗IDD的关键靶点，其敲低可缓解IDD。预测了八种小分子药物具有治疗IDD的潜力。 结论 这些发现提供了对IDD发病机制的多维理解，指出单核细胞和关键基因是潜在的诊断和治疗靶点。它们为IDD的潜在诊断和治疗靶点提供了新的见解。