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为探究血管生成相关基因（ARGs）在甲状腺眼病（TED）中的作用，研究人员经多方法研究，确定 6 个 ARGs 可作 TED 候选生物标志物。
甲状腺眼病（Thyroid eye disease，TED），又被称为格雷夫斯眼病或格雷夫斯眼眶病，是一种影响眼睛周围组织的炎症性疾病。它常常与格雷夫斯病 “狼狈为奸”，而格雷夫斯病是一种全身性自身免疫性疾病，还带有内分泌症状，这可苦了患者，严重影响了他们的生活质量。TED 的可怕之处在于它可能导致视力受损、功能性残疾，甚至让人面容受损。虽然它大多出现在格雷夫斯甲亢患者身上，但甲减或甲状腺功能正常的患者也可能 “中招”。而且，TED 的发病年龄也有偏好，主要 “盯上” 30 到 50 岁的女性。
目前，虽然 TED 的诊断还算容易，通过详细的病史询问和身体检查就能判断。可对于它的发病机制，人们还没有完全搞清楚，这就导致在治疗上遇到了瓶颈，现有的治疗方法难以有效预防疾病复发，也无法很好地提高患者的生活质量。在 TED 的发病过程中，血管生成起着重要作用。从已有的研究可知，肿瘤细胞会过度表达促血管生成因子，让新生血管变得杂乱无章、发育不成熟，还会造成缺氧的微环境。但血管生成相关基因（Angiogenesis-related genes，ARGs）在 TED 的病理生理过程中究竟扮演什么角色，人们却知之甚少。这就好比在黑暗中摸索，急需一盏明灯照亮前行的道路。
为了填补这一知识空白，来自湖南中医药大学以及湖南中医药大学第一附属医院的研究人员挺身而出，展开了一项意义重大的研究。他们利用生物信息学策略，在茫茫 “基因海” 里寻找与 TED 相关的 ARGs。该研究成果发表在《BMC Pharmacology and Toxicology》上，为 TED 的研究和治疗带来了新的曙光。
研究人员在这项研究中使用了多种关键技术方法。他们从 GEO 数据库获取 GSE58331 和 GSE105149 数据集，前者用于训练，后者用于验证。通过 Perl 脚本处理数据，筛选出差异表达基因（Differentially expressed genes，DEGs） 。运用 R 语言进行基因本体（Gene Ontology，GO）和京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes，KEGG）通路分析，探究 DEGs 的功能和参与的通路。借助 Lasso 回归和支持向量机递归特征消除（Support vector machine-recursive feature elimination，SVM-RFE）算法构建模型，寻找关键基因。利用 CIBERSORT 算法分析免疫细胞浸润情况，还通过 DGIdb 预测药物与基因的相互作用，构建 mRNA-miRNA-lncRNA 网络。
下面让我们来看看具体的研究结果：
- 差异表达基因的识别与富集分析：研究人员在 103 个 ARGs 中发现了一些在治疗组和对照组之间表达水平差异显著的基因。通过 GO 富集分析，找到了 935 个核心靶点，这些靶点涉及酶抑制剂活性、细胞迁移等多种功能。KEGG 分析则表明，过表达的基因主要参与癌症通路、紧密连接等相关通路。
- 模型构建：研究人员运用 LASSO 回归分析和 Cox 比例风险回归分析，再通过 SVM-RFE 构建机器学习模型，该模型的准确率达到了 0.74，错误率低至 0.26。经过分析，确定了 6 个关键 ARGs（CRIP2、DUSP1、CTSL、DOCK5、ERAP1、SCG2），这些基因的诊断能力在区分 TED 和非患病状态方面表现出色，有着较高的 AUC 值。
- 基因集富集分析（Gene Set Enrichment Analysis，GSEA）：通过 GSEA 分析，研究人员发现 CTSL 和 DOCK5 与 TED 的关系最为密切。GO 分析显示，CTSL 参与了对肽的反应等过程，DOCK5 则涉及细胞底物连接等结构相关的功能。KEGG 分析表明，CTSL 与柠檬酸循环等通路有关，DOCK5 与癌症通路等相关。
- TED 的免疫环境：免疫环境在 TED 的发生和发展中起着关键作用。研究发现，T 细胞滤泡辅助细胞和活化的中性粒细胞在治疗组中高表达。研究人员还对关键基因与免疫细胞进行了相关性研究，并分别分析了 CTSL 和 DOCK5 的免疫浸润情况。
- 基因集变异分析（Gene Set Variation Analysis，GSVA）：GSVA 分析结果显示，在 GO 分析方面，CTSL 和 DOCK5 涉及多种不同的生物学过程和分子功能；在 KEGG 分析中，它们也与多种疾病相关的通路存在联系。
- 药物 - 基因相互作用和基因调控网络：6 个关键基因预测出了 10 种相关药物，如沙丁胺醇、血管加压素等。研究人员还构建了基因调控网络，发现 ARGs 可能通过调节 KLF6 等相关下游基因，参与免疫和炎症通路，从而影响 TED 的发病过程。
- 常见 RNA 的识别和 miRNA - LncRNA 共享基因网络的构建：研究人员在多个数据库中搜索，确定了与 TED 相关的 191 个 miRNA 和 191 个 lncRNA，并构建了 miRNA - LncRNA - 基因网络，该网络包含多个关键基因。
- 关键基因和模型的验证：研究人员使用 GSE105149 数据集对关键基因进行验证，虽然部分基因在该数据集中差异不显著，但经过重新校准数据后发现，两个数据集在样本大小和患者来源上存在差异，这可能导致了结果的偏差。不过，整体来看，ARGs 在区分 TED 和对照样本方面，诊断价值令人满意，AUC 值达到了 1.000 。
在讨论部分，研究人员再次强调了 TED 的严重性，它不仅会导致眼部多种症状，还可能造成永久性视力丧失。此次研究确定了 103 个与血管生成密切相关的 DEGs，突出了 ARGs 在 TED 病理生理中的关键作用。特别是发现的 6 个核心 ARGs，有着重要的诊断价值。其中，CTSL 和 DOCK5 在眼部疾病的发展中作用关键，它们参与了免疫相关过程，可能成为潜在的预后生物标志物。
尽管目前针对 TED 的治疗研究有很多，比如各种免疫调节剂的临床试验，但 TED 的治疗仍然面临巨大挑战。未来，还需要进一步研究 ARGs 如何影响 TED 中的炎症和免疫反应，探索它们与免疫细胞、细胞因子之间的相互作用，从而更深入地了解 TED 的发病机制，找到更多潜在的治疗靶点。
总的来说，这项研究成功找到了 6 个可作为 TED 新型候选生物标志物的 ARGs，深入阐释了它们在疾病发病机制中的潜在作用，为 TED 的诊断和治疗开辟了新方向，让我们在攻克 TED 的道路上迈出了坚实的一步。
