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单细胞+机器学习
+孟德尔随机化
探究CLEC5A基因在慢性阻塞性肺病（COPD）中重要作用的文章！这篇文章从投稿到接收用了
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1.
CLEC5A基因在COPD早期阶段的作用
：本研究首次将CLEC5A基因与COPD的早期进展联系起来，揭示了其在
促进巨噬细胞介导的炎症
中可能的病理作用，为理解COPD的早期病理机制提供了新的视角。
2.
应用多重生物信息学和机器学习技术
：研究中综合运用了
加权基因共表达网络分析（WGCNA）、单细胞测序(scRNA-seq)、孟德尔随机化 (MR)
等先进技术，以及
机器学习
算法来识别和验证与COPD进展相关的潜在病理基因。
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题目：CLEC5A对COPD进展中早期巨噬细胞介导的炎症的影响
杂志：Cellular and Molecular Life Sciences
影响因子：IF=6.2
发表时间：2024年8月
慢性阻塞性肺病（COPD）是一种全球性的健康问题，其早期诊断和治疗策略的缺乏对患者生活质量和寿命产生重大影响。本研究通过深入分析CLEC5A基因在COPD早期炎症过程中的作用，旨在为早期识别和干预COPD提供新的科学依据和潜在的治疗靶点，具有重要的临床意义和公共卫生价值。
（1）
COPD转录组数据：
GSE47460、GSE103174、GSE125521等
（2）
单细胞RNA测序数据：
GSE185006和GSE173869
（3）
GWAS数据：
UK Biobank数据库
本研究首先利用WGCNA和机器学习算法从COPD患者和吸烟小鼠的肺组织测序数据中筛选潜在病理基因。随后，通过单细胞测序技术深入分析特定细胞类型中的基因表达，结合细胞间通讯和伪时间分析进一步验证。最后，应用Mendelian randomization方法确认候选基因与肺功能/COPD的关联，并通过体外实验在细胞培养中进行功能验证。
1、转录组分析
本研究通过分析GOLD 1-2期COPD患者及早期烟雾暴露小鼠的肺组织样本，利用
差异表达
和
PCA分析
鉴定关键基因。结合CIBERSORTx工具评估
免疫细胞浸润，WGCNA
揭示基因模块与COPD的相关性。进一步通过Metascape对基因集进行
富集分析
，识别与免疫反应和组织稳态相关的生物途径，为理解COPD早期病理机制提供洞见（图1）。
图1 GSE47460中GOLD 1/2患者和GSE125521中4-6个月烟雾暴露小鼠的联合分析
通过
交叉分析
负相关和正相关的基因集，本研究识别了30个关键基因，并利用生物信息学工具进行功能和通路富集分析，揭示了与
免疫炎症相关的途径
。进一步应用
五种机器学习算法
于GSE47460数据集，筛选出
8个与COPD病理和肺功能下降紧密相关的基因
，为深入研究COPD的分子机制提供了新的视角（图2）。
图2 选择8个差异基因作为COPD的潜在致病基因
2、单细胞分析
本研究利用GSE185006的单细胞测序数据，分析了8个关键基因在早期COPD中的表达变化。研究发现免疫细胞如
T细胞、B细胞和巨噬细胞
在COPD早期起重要作用，特别是
CD53、CLEC5A和FCER1G
在免疫细胞中的
表达上调
，与疾病进展相关，为COPD的早期诊断和治疗提供了新的分子标志（图3）。
图3 单细胞分析
3、Clec5a在早期烟雾暴露小鼠中被鉴定为潜在的致病基因
通过分析COPD患者BALF中分离的
肺泡巨噬细胞
的公开测序数据，验证了小鼠单细胞测序结果。结果显示
CLEC5A在COPD患者中表达显著升高
，与肺功能参数呈负相关，而
FCER1G表达降低
。进一步分析表明，CLEC5A可能在COPD的发展中起到关键作用，尤其是在疾病的早期阶段，为COPD的早期诊断和治疗提供了潜在的生物标志物（图4）。
图4 早期COPD中cle5a的上调及其对肺功能和巨噬细胞炎症的影响
4、MR分析
通过孟德尔随机化分析，进一步
确认了CLEC5A表达与COPD风险和肺功能之间的因果关系
，特别是在COPD早期阶段。研究结果支持CLEC5A作为COPD早期诊断和治疗的潜在生物标志物（图5）。
图5 通过MR分析，升高的cle5a表达促进COPD进展
看完这篇文章是不是觉得收获满满~作者结合了
多个组学
