DBI通过调节CD56dim NK细胞的细胞毒性功能来影响强直性脊柱炎的进展

本研究通过加权基因共表达网络分析、机器学习及孟德尔随机化等方法，从58,864个可药物基因中鉴定出新型治疗靶点DBI，揭示其通过调节脂代谢和CD56dim NK细胞毒性功能参与强直性脊柱炎（AS）病理机制，并构建了基于DBI和临床数据的可靠风险预测模型，同时鉴定了多个潜在治疗化合物。

　　
强直性脊柱炎（AS）是一种以慢性炎症和脊柱强直为特征的自身免疫性疾病，其病理机制复杂且传统疗法存在局限性。近年来，随着多组学技术和人工智能算法的快速发展，科学家们开始探索新的治疗靶点。一项发表于国际期刊的研究通过整合基因组学、转录组学、单细胞测序及计算生物学手段，成功鉴定出一种名为“二苯胺甲基丁胺结合抑制蛋白（DBI）”的新型潜在治疗靶点，并揭示了其在AS病理中的双重作用机制。该研究不仅为AS的精准治疗提供了新思路，还通过药物筛选和分子对接技术，发现了几种可能具有临床应用价值的化合物。

### 研究背景与意义
强直性脊柱炎的致病机制尚未完全阐明，现有治疗手段如非甾体抗炎药（NSAIDs）和肿瘤坏死因子（TNF）抑制剂对部分患者有效，但仍有40%患者对常规治疗无应答。这一现象凸显了AS治疗靶点的匮乏性。传统研究多聚焦于炎症因子和免疫细胞浸润，但近年来研究逐渐转向代谢调控与免疫细胞功能的交叉领域。DBI作为一种参与脂质代谢的蛋白质，其与免疫细胞功能的关系尚不明确，因此成为本研究的核心探索对象。

### 研究方法与技术创新
该研究采用多学科交叉方法，构建了从基因筛选到药物验证的完整分析链条：
1. **多算法靶点筛选**：基于加权基因共表达网络分析（WGCNA），从5884个可药物基因中初步筛选出与AS相关的基因模块。结合孟德尔随机化分析（利用eQTL数据和FinnGen队列），排除遗传冗余基因，最终通过递归特征消除（RFE）结合随机森林和支撑向量机算法，确定DBI为关键靶点。
2. **功能验证体系**：
- **生物信息学验证**：通过GO和KEGG富集分析，发现DBI显著调控脂代谢相关通路（如PPAR信号通路），并与炎症反应（TNF信号、NF-κB通路）和骨代谢（破骨细胞分化通路）存在关联。
- **单细胞测序技术**：利用10x Genomics平台对PBMC单细胞数据进行聚类分析，发现DBI在CD56dim NK细胞亚群中高表达，且其表达水平与细胞毒性蛋白（ perforin、granzyme A/B）的分泌量呈正相关。
- **分子对接实验**：通过LeDock软件对DBI蛋白结构进行模拟，结合Enrichr数据库预测的25种潜在药物，筛选出5种高亲和力化合物（如PIM1/2激酶抑制剂SMI-16a），其与DBI的相互作用模式显示可能通过激活PPAR通路改善脂代谢紊乱。

### 关键发现与机制解析
1. **DBI的双重病理作用**：
- **代谢调控异常**：DBI作为酰基辅酶A结合蛋白，其功能缺失会导致长链脂肪酸运输障碍，引发脂质代谢紊乱。KEGG分析显示，DBI通过PPAR信号通路调控胆固醇合成和脂肪酸氧化，而AS患者常伴有代谢综合征特征（如血糖异常、血脂升高）。
- **免疫细胞功能抑制**：单细胞分析表明，DBI在CD56dim NK细胞亚群中高表达，且AS患者中该亚群比例显著降低（较健康对照组下降约35%）。进一步研究发现，DBI通过调控perforin（颗粒酶A）和granzyme B的合成，抑制NK细胞的细胞毒性功能。机制模型显示，DBI作为“代谢枢纽”，通过维持免疫细胞的能量供应（如β-氧化供能）和膜结构完整性（如磷脂合成），确保细胞毒性蛋白的活性。当DBI表达不足时，NK细胞分化受阻，导致无法有效清除致病病原体。

2. **临床应用价值**：
- **风险预测模型**：基于DBI表达水平与临床参数（如年龄、炎症指标、HLA-B27状态），构建的AS风险预测模型在ROC曲线中达到AUC=0.878，且经过200次5折交叉验证后稳定性良好。
- **药物靶点预测**：通过药物基因组学数据库Enrichr筛选出SMI-16a等5种候选药物，其中SMI-16a（一种PIM激酶抑制剂）在分子对接中显示与DBI的相互作用能低于3 kcal/mol，且体外实验证实其可部分恢复AS患者PBMC中DBI的表达水平。值得注意的是，该药物在骨代谢研究中已显示抑制破骨细胞分化的潜力，与DBI的骨相关功能高度契合。

### 研究局限与未来方向
1. **样本局限性**：研究队列中AS患者仅40例，且为单一汉族人群，未来需扩大样本量和种族多样性以验证普适性。
2. **技术敏感性**：单细胞测序对低丰度基因的检测存在阈值依赖，需结合多重验证策略（如流式细胞术或qPCR）。
3. **机制待深化**：DBI如何调控PPAR信号与NK细胞分化的具体分子通路尚不明确，需通过CRISPR敲除/过表达实验验证功能必要性。
4. **转化挑战**：候选药物需完成毒理学评估（如SMI-16a在骨髓抑制和肝毒性方面的安全性），并设计针对DBI的特异性抑制剂（如基于DBI的酶活性位点设计小分子拮抗剂）。

### 对AS治疗的启示
该研究首次将代谢组学与免疫组学结合，揭示了AS中“代谢-免疫”轴的调控机制。DBI作为桥梁分子，连接了脂质代谢异常与NK细胞功能衰退，这一发现突破了传统治疗只关注免疫炎症的局限。临床转化中，可考虑以下策略：
- **联合疗法**：在NSAIDs基础上联用PPAR激动剂（如罗格列酮）和DBI表达增强剂（如SMI-16a），协同改善代谢紊乱和免疫抑制。
- **生物标志物开发**：基于DBI表达水平与临床数据的风险模型，可建立早期诊断工具或疗效预测系统。
- **靶向递送系统**：利用DBI的脂溶性特性，设计纳米载体靶向递送至NK细胞浸润的脊柱局部，增强疗效。

### 总结
本研究通过整合计算生物学与实验验证，首次系统阐明DBI在AS中的双重作用机制。其发现不仅补充了AS的代谢调控理论，更为开发“代谢-免疫”双通路靶向药物提供了理论依据。未来需通过多中心临床试验验证DBI抑制剂的疗效，并探索DBI与HLA-B27等遗传因素的交互作用，以推动精准医疗的实现。