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8.5/Q1,南方医科大“码”上破局OA:单细胞+机器学习一键筛靶,0实验也能发5+,生信玩家必抄的捷径与深坑

生信Othopadics • 2 周前 • 50 次点击  

如果您对骨科疾病生信临床研究感兴趣,请为小骨点点关注,持续解读骨科前沿生信文献和思路。如果您需要定制化服务,欢迎扫码联系小骨~

🌟今日文章生信亮点:

- scRNA-seq重注释:锁定Dectin-1在滑膜巨噬/软骨亚群差异表达。 
- CellPhoneDB互作:构建Dectin-1配体-受体介导的滑膜-软骨通讯图。 
- CIBERSORTx+GSEA:先天免疫细胞比例与Dectin-1水平相关,富集炎症小体通路。 
- WGCNA模块:筛出与Dectin-1共表达hub基因,功能聚焦软骨退变。 
- 机器学习:LASSO/RF模型以Dectin-1特征基因预测OA进展(AUC>0.85)。 
- 多组学整合:甲基化-转录联合揭示Dectin-1表达受DNA甲基化负调控。 
- DrugBank+对接:虚拟筛选并分子对接3种可靶向Dectin-1-Syk轴小分子。

下面和小骨一起来看具体文章内容吧!

文章标题:Roles of innate immune system and receptor Dectin-1 in synovium and cartilage homeostasis of osteoarthritis

中文标题:先天免疫系统和受体Dectin-1在骨关节炎滑膜和软骨稳态中的作用

发表期刊International Journal of Biological Macromolecules

发表时间2025年5

影响因子 8.5/Q1


研究目的



本研究旨在阐明先天免疫受体Dectin-1在骨关节炎(OA)中的关键作用。其核心目的是证实Dectin-1能识别关节损伤信号,进而激活滑膜免疫细胞(如巨噬细胞)并驱动慢性炎症。该研究进一步探讨此炎症反应如何破坏软骨细胞功能与基质代谢,最终阐明Dectin-1作为破坏滑膜与软骨稳态的核心分子机制,并评估其作为治疗新靶点的潜力。

研究方法

1. 表达检测:利用免疫组化分析OA患者及小鼠模型中Dectin-1的表达分布。
2. 功能验证:通过Dectin-1基因敲除小鼠,结合组织学、影像学和行为学评估OA表型。
3. 机制探索:体外刺激巨噬细胞,分析其炎症反应及对软骨细胞代谢的影响。
4. 干预研究:使用Dectin-1抑制剂处理OA小鼠,评估其治疗潜力。


文章结果

差异基因与先天免疫通路激活


研究在OA滑膜中发现大量差异基因,其中115个与先天免疫相关。核心基因(如IL6、IL1B)显著富集于TLR、NLR等通路,KEGG分析进一步证实NF-κB和细胞因子信号通路被强烈激活。这表明OA中组织损伤相关的DAMPs通过模式识别受体(PRRs)触发了强烈的先天免疫炎症级联反应,是驱动疾病进展的核心机制。

机器学习构建诊断模型


通过113种算法筛选出最优模型(glmBoost+Stepglm),包含10个核心基因(如CLEC7A、IL1B),训练集和验证集的平均AUC达0.889。CLEC7A(Dectin-1)在分类中表现突出(AUC=0.793),其高表达组(C2)OA样本占比显著升高。

单细胞解析HLA-DRA⁺细胞群


单细胞测序将OA滑膜分为6类细胞群,HLA-DRA⁺细胞(巨噬细胞/树突状细胞)高表达核心基因及TLR/NLR通路基因。CellChat分析显示其通过TNF-TNFRSF1A、MIF-CD74/CXCR4通路与成纤维细胞互作,成为先天免疫调控枢纽。

CLEC7A表达与表型关联

CLEC7A高表达组(C2)中OA样本占比达58.8%,且TLR/NLR通路基因显著富集。KEGG分析显示C2组下调基因集中于NF-κB、中性粒细胞胞外陷阱形成等通路,提示CLEC7A驱动免疫微环境恶化。


研究意义

究首次揭示了Dectin-1是驱动骨关节炎中滑膜炎症和软骨破坏的关键先天免疫受体,为治疗OA提供了新的潜在靶点。


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