IF:7.7/Q1,“乳酸化” 赛道再添佳绩！紧跟国自然热点，论文与课题双丰收！
题目：鉴定乳酸化相关基因特征作为急性心肌梗死早期诊断的新型生物标志物
英文名：Identification of a lactylation-related gene signature as the novel biomarkers for early diagnosis of acute myocardial infarction
杂志：International Journal of Biological Macromolecules
影响因子：7.7/Q1
发表时间：2024年11月
研究背景： 心血管疾病，尤其是急性心肌梗死（AMI），是一个主要的全球健康问题。目前AMI的诊断方法缺乏敏感性和特异性，因此需要新的生物标志物进行早期检测。本研究结果强调了LRGs作为潜在的早期AMI生物标志物，并为组蛋白乳酸化和单核细胞介导的心肌修复机制提供了见解。
研究思路：数据库获得AMI患者的RNA测序数据，通过筛选健康对照患者和AMI患者的差异表达基因（DEGs），结合加权基因共表达网络分析（WGCNA），确定了与AMI相关的LRG。随后，根据LRGs的表达水平，采用共识无监督聚类分析将患者分为两个亚型，并比较它们之间的差异。在此之后，建立了一个预后模型并进行了外部验证，以强调它们作为AMI早期诊断标志物的潜力。免疫浸润分析进一步探索了AMI中乳酸化与单核细胞远程激活之间的关系。最后，从Sprague-Dawley（SD）大鼠中分离出原代心肌细胞，并对其进行氧和葡萄糖剥夺治疗，并通过qRT-PCR使用这些干预细胞进行了验证。
图1
研究结果：
1、DEGs的表达和AMI患者的功能分析
研究的工作流程如图 1 所示。分析共鉴定出350个DEGs，包括288个上调基因和62个下调基因。热图显示前30个上调基因和前30个下调基因。（图2A、B）。GO和KEGG富集分析均显示AMI患者细胞因子的调节受到显著重视。此外，KEGG富集分析表明AMI患者脂质和动脉粥样硬化、NF-κB、TNF和IL-17通路的强烈激活，表明与正常对照相比，炎症反应、细胞死亡和细胞凋亡可能存在强烈的级联反应（图2C、D）。免疫微环境的差异进一步证实了这一观察结果，与健康对照相比，AMI患者表现出中性粒细胞、活化肥大细胞、树突状细胞、单核细胞和NK细胞浸润的百分比更高，适应性免疫相关细胞显着下降。各种活化的免疫细胞显示出显着增加，这可能与急性期的炎症状态有关（图2E、F）。
图2
2、通过WGCNA鉴定枢纽基因预测AMI
对AMI患者和健康个体队列进行了WGCNA。发现绿色模块和灰色模块与AMI密切相关（图3A-E）。根据显著性和相关系数超过0.5的264个基因进行筛选，鉴定出4个枢纽基因，SAT1、AMPD2、PYGL和SLC7A7（图3F）。此外，对这些基因进行了GSEA和TF分析，以探索它们在研究条件下的功能作用和调节机制（图4）。
图3
图4
3、基于枢纽基因的亚型建立和功能分析
无监督聚类分析将AMI患者分为两个亚型，标记为AMI1和AMI2（图5A）。所有4个枢纽基因在AMI2中均上调（图5B）。随后，比较了两种AMI亚型之间免疫浸润的差异。AMI1中静息CD4记忆T细胞和T细胞γδ显著升高，而AMI2中活化的NK细胞、单核细胞、活化肥大细胞和中性粒细胞显著增加（图5C）。根据两项GSVA评估的结果，AMI2患者的免疫系统和炎症反应更加活跃，细胞代谢活性增强（图5D、E）。
图5
4、机器学习诊断模型的构建和验证
残差图、残差的反向累积分布和ROC曲线的分析表明，与其他两种方法相比，GLM表现出略高的准确性，显示较低的残差值和ROC曲线下的较大面积（图6A-C）。利用GLM的计算结果开发AMI的预测列线图（图6D），其中每个基因单独评分，并通过对分数求和获得AMI发生的预测总分。决策曲线和校准曲线证明了其准确性（图6E、F）。此外，对这4个枢纽基因进行了ROC分析，SAT1、PYGL和SLC7A7的AUC值均超过0.8，而AMPD2的AUC值minimum，为0.749，表明它们建立分类模型的准确性令人满意（图6G）。
图6
5、枢纽基因与单核细胞活化有关
免疫浸润分析和加权基因共表达网络分析表明，棕色和红色模块在两种方法中都成为最显著的（图7A、B）。随后，将获得的单核细胞相关基因与4个枢纽基因进行了比较，发现SLC7A7和PYGL可能是参与单核细胞心脏修复早期激活的关键基因（图7C）。此外，通过CIBERSORT的验证表明，这两个基因正向调节单核细胞，并对适应性免疫细胞产生一些抑制作用（图7D）。
图7
6、缺血缺氧上调枢纽基因的RNA水平
为了实验验证AMI中所选基因的表达水平，对在正常条件下培养的NRVM和接受6小时葡萄糖-氧剥夺的NRVM进行了RNA提取，然后进行qRT-PCR。的研究结果显示，在暴露于缺氧的NRVM中，AMPD2、PYGL、SLC7A7和SAT1的表达水平显着升高（图8），从而肯定了分析结果的可靠性。
图8
总结：本文通过公共数据分析+下游验证，揭示了乳酸化相关基因（LRGs）在急性心肌梗死（AMI）中的重要意义。文章方法易复现，傲星生物不仅具有丰富的分析经验、还提供完善的下游验证、机制研究服务，一对一专属服务为您排忧解难，助您轻松应对毕业和晋升！
