南方医科大学学报

作者：向科霖, 章晓云, 黎征鹏, 徐志为, 刘素杰, 柴源

单位：1.广西中医药大学，广西 南宁 530001；2.广西中医药大学附属瑞康医院，广西 南宁 530011；3.南京中医药大学，江苏 南京 210023

关键词：骨关节炎,胞葬作用,生物信息学,机器学习,中药预测,

基金：江苏省科教能力提升工程—江苏省医学重点学科和医学重点实验室建设项目(苏卫科教[2022]17号);广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2024KY0300);广西中医药大学校级科研项目(2023QN010);广西中医药大学大学生创新训练项目(X202410600062)

目的 基于生物信息学与机器学习法，筛选骨关节炎中与胞葬作用相关的关键基因，探讨其诊断价值、免疫微环境特征及潜在中药治疗靶点。 方法 从GEO数据库获取骨关节炎数据集GSE55235、GSE55457和GSE117999，其中GSE55235作为训练集，GSE55457和GSE117999作为验证集。从GeneCards数据库获取胞葬相关基因集。通过差异表达分析筛选骨关节炎差异基因，并与胞葬基因取交集获得胞葬相关差异基因。对差异基因进行GO和KEGG富集分析。采用随机森林、LASSO回归和SVM三种机器学习算法筛选特征基因，并通过ROC曲线评估其诊断效能。通过qRT-PCR实验在大鼠骨关节炎模型中验证特征基因表达，利用CIBERSORT解析免疫细胞浸润情况，采用GSEA分析特征基因相关通路，运用Coremine数据库预测与特征基因相关的中药。 结果 共筛选出959个OA差异基因，其中15个与胞葬作用相关。GO和KEGG分析显示这些基因主要富集于白细胞迁移、细胞外基质、炎症通路等。机器学习筛选出UCP2、EGLN3和IL1B三个特征基因，其在训练集和验证集中均表现出良好的诊断能力。qRT-PCR显示部分特征基因表达趋势存在差异（P<0.05）。免疫浸润分析显示静止肥大细胞、休眠记忆CD4+ T细胞和活化的肥大细胞在骨关节炎患者和健康人群的浸润差异显著（P<0.05）。GSEA提示特征基因与脂肪细胞因子信号通路、硫代谢和剪接体通路密切相关。中药预测获得100味中药，以补虚、清热、活血化瘀类为主，包括枸杞子、淫羊藿、生地黄、苦参、川芎、牛膝等。 结论 胞葬相关基因在骨关节炎发病中起重要作用，UCP2、EGLN3、IL1B基因对骨关节炎具有诊断价值，预测出的枸杞子、淫羊藿、生地黄、苦参、川芎、牛膝等中药可能是防治骨关节炎的潜在药物。

来源：2026年第3期

《南方医科大学学报》期刊编辑部

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