口腔生物医学 ›› 2025, Vol. 16 ›› Issue (2): 61-71.
• 论著 • 下一篇
徐佳妮1,蒋欣泉2
摘要: 目的:通过整合转录组测序(Bulk RNA-seq)、单细胞RNA测序(scRNA-seq)及机器学习算法,系统性识别牙周炎中与氧化应激相关的特征免疫细胞和差异表达基因并构建风险预测模型。方法:基于GEO数据库牙周炎相关基因表达谱数据,结合Bulk RNA-seq和scRNA-seq技术,系统分析牙周炎及其治疗过程中不同细胞层氧化应激活性的异质性。采用AUCELL、UCELL、SINGSCORE和ADDMODULESCORE算法对不同免疫细胞亚群进行氧化应激水平分析,进而综合随机森林、最小绝对收缩与选择算子(Lasso)回归以及人工神经网络(ANN)等机器学习算法筛选最佳特征基因,构建风险预测模型。结果:scRNA-seq分析结果显示,牙周炎中氧化应激活性在不同细胞层之间表现出异质性,单核细胞氧化应激活性显著增强。Bulk RNA-seq数据集中共鉴定出3 800个差异表达基因,其中111个为氧化应激相关差异表达基因。通过机器学习算法,筛选出4个关键氧化应激基因(NFE2L2、KDR、CXCL1、CYBB)在牙周炎患者显著变化(P<0.05),且与疾病风险高度相关(AUC=0.94)。结论:本研究揭示了牙周炎氧化应激水平的细胞异质性,系统性鉴定了牙周炎中的关键氧化应激基因及构建牙周炎风险预测模型。NFE2L2和CYBB可能通过调控单核细胞的迁移与浸润,穿透牙周屏障并定位于牙周组织,进一步加剧氧化应激活动。