椎间盘退变中免疫相关核心基因的鉴定与实验验证

背景 炎症和免疫因素是椎间盘退变（IDD）的核心，但IDD的免疫环境和表观遗传调控过程仍不清楚。本研究旨在识别IDD的免疫相关诊断候选基因，并寻找IDD的潜在发病机制和治疗靶点。 方法 从基因表达综合数据库（GEO）获得基因表达数据集。通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）和微阵列数据分析的线性模型（Limma）识别差异表达免疫基因（Imm-DEGs）。使用LASSO算法鉴定与IDD相关的特征基因，并与PPI网络中的核心节点基因进行比较，获得核心基因。基于核心基因的系数构建风险模型，并通过受试者工作特征（ROC）分析进一步评估核心基因的诊断价值。使用免疫细胞分析工具Xcell估计免疫细胞的浸润。最后，将髓核细胞与巨噬细胞共培养，创建M1巨噬细胞免疫炎症环境，并验证核心基因的变化。 结果 结合WGCNA和Limma基因差异分析结果，共鉴定出30个Imm-DEGs。Imm-DEGs富集在与免疫和炎症相关的多条通路中。LASSO算法从Imm-DEGs中鉴定出10个显著影响IDD的特征基因，与Imm-DEGs的PPI网络中的核心节点基因比较后，确定了6个核心基因（NR1H3、SORT1、PTGDS、AGT、IRF1、TGFB2）。ROC曲线和外部数据集验证结果显示，用6个核心基因构建的风险模型对IDD具有较高的诊断价值。免疫细胞浸润分析显示，退变髓核组织中存在多种失调的免疫细胞。体外实验结果显示，在免疫炎症环境中，髓核细胞中NR1H3、SORT1、PTGDS、IRF1和TGFB2的基因表达上调，但AGT的变化不显著。 结论 核心基因NR1H3、SORT1、PTGDS、IRF1和TGFB2可作为IDD的免疫相关生物标志物，并可能是IDD免疫调节治疗的潜在靶点。