今天介绍一项发表在《International Journal of Molecular Sciences》上的研究：Exploring the Role of Circadian Rhythm-Related Genes in the Identification of Sepsis Subtypes and the Construction of Diagnostic Models Based on RNA-seq and scRNA-seq，即探索昼夜节律相关基因在脓毒症分型及诊断模型构建中的作用。脓毒症是一种由感染引起的全身性反应综合征，严重时可导致多器官功能障碍甚至死亡，并给医疗系统带来了沉重负担。早期诊断和治疗对于延缓脓毒症的发展至关重要，因此需要进一步寻找生物标志物和脓毒症亚型，以提高对脓毒症的精准诊断和治疗水平。昼夜节律失调与多种疾病的发生风险增加密切相关，而在脓毒症的发展过程中，昼夜节律也可能受到干扰，进而影响免疫反应。整体分析思路如下：脓毒症与昼夜节律为了深入了解昼夜节律相关基因在脓毒症中的作用，作者利用RNA测序（RNA-seq）和单细胞RNA测序（scRNA-seq）对脓毒症患者和对照组的血液样本进行分析。通过对这些样本的转录组分析，作者发现脓毒症患者中昼夜节律相关基因表达失调，且基于这些基因可识别脓毒症亚型。脓毒症亚型的鉴定通过对昼夜节律相关基因的重新聚类分析，作者识别出两个主要的脓毒症亚型。这两个亚型在不同疾病状态下的表达模式存在显著差异。通路富集分析结果显示，亚型1主要与急性炎症反应和TNF信号通路相关，而亚型2则与AMPK和PPAR信号通路相关。这些信号通路在能量代谢和炎症调节中起着重要作用。此外，作者还发现亚型2与氧化磷酸化和PI3K/AKT/MTOR信号通路相关，这些通路在细胞增殖和代谢中发挥关键作用。关键基因的发现与验证作者利用加权基因共表达网络分析（WGCNA）分别筛选与脓毒症诊断和亚型相关的基因模块，将两个最相关的模块中基因取交集得到325个基因。然后使用四种机器学习方法（RF、SVM、xgboost和 GLM）筛选了上述交集基因，并构建了脓毒症诊断模型。作者发现ARHGEF18、CHD3、PHC1、SFI1和SPOCK2五个基因在脓毒症中表达差异显著，且该模型在训练集和验证集上预测性能都很好。此外，通过scRNA-seq数据，研究了诊断相关基因在不同细胞类型中的表达景观，发现CHD3、SFI1和SPOCK2在T细胞中高表达。最后，通过RT-qPCR分析验证了诊断相关基因在两组间的表达差异。这些结果表明，这五个基因可能是脓毒症诊断的关键调节因子。总结研究团队通过RNA-seq和scRNA-seq技术，揭示了脓毒症患者中昼夜节律相关基因的表达失调，并基于这些基因识别出两个脓毒症亚型。进而进一步发现和验证ARHGEF18、CHD3、PHC1、SFI1和SPOCK2五个基因在脓毒症诊断中的作用，最后揭示这五个基因通过调节免疫反应和代谢活动促进脓毒症发展的机制。课题和文章思路请联系Alice@解颐生物,扫码备注：科研合作
