基于生物信息学和机器学习探究生物钟相关基因在代谢相关性肝病中的表达及其意义

作者：张凯; 张峻; 李诗琴; 蒋炜; 王超^*

来源：中国医药科学, 2023, 13(21): 179-190.

DOI：10.20116/j.issn2095-0616.2023.21.42

• 代谢相关性肝病
• 生物钟基因
• 生物信息学
• 机器学习

目的 探究生物钟相关基因在代谢相关性肝病(MAFLD)中的表达及其意义。方法 从GEO数据库中筛选MAFLD数据集GSE89632及GSE48452,基于R语言对51个生物钟相关基因进行差异表达分析,比较生物钟基因在MAFLD患者及正常样本之间的表达情况。同时分析差异基因的基因本体论(GO)及京都基因与基因组百科全书(KEGG)功能富集通路。进一步利用机器学习算法最小绝对收缩和选择算子(LASSO)和随机森林分析筛选特征基因,通过R软件进行受试者工作特征(ROC)曲线分析,并在数据集GSE48452中进行验证。结果 生物钟差异基因主要富集于昼夜节律、Hippo信号通路及Hedgehog信号通路等通路。通过机器学习筛选的特征基因NFIL3、PER2及通过特征基因构建的模型具有较高的诊断价值,曲线下面积(AUC)分别为NFIL3(AUC:0.968)、PER2(AUC:0.869),模型(AUC:0.973)。结论 生物钟相关基因可通过调节人体昼夜节律和相关代谢通路参与代谢相关性肝病的发生发展,其中生物钟基因NFIL3、PER2为MAFLD的特征基因。

• 单位
  复旦大学附属中山医院