Два гена, связанные с апоптозом, участвуют в патогенезе ревматоидного артрита и остеопороза

Остеопороз и ревматоидный артрит — два распространенных взаимосвязанных заболевания опорно-двигательного аппарата. Остеопороз, который в первую очередь характеризуется потерей массы и плотности костной ткани, связан с повышенным риском переломов, особенно у людей в возрасте. Ревматоидный артрит — аутоиммунное заболевание, при котором возникает хроническое воспаление суставов, приводящее к их прогрессирующему разрушению, болям и отекам.

Оба заболевания связаны с нарушениями апоптоза. Он играет важную роль в поддержании баланса между формированием и резорбцией костной ткани, и его дисрегуляция может привести как к чрезмерной деградации костной ткани (как при остеопорозе), так и к повреждению суставов (как при ревматоидном артрите).

Исследователи из Тайваня представили в журнале APL Bioengineering результаты работы, в ходе которой они при помощи алгоритмов машинного обучения выявили гены, связанные с ревматоидным артритом и остеопорозом.

Используя анализ дифференциальной экспрессии генов по данным из базы GEO и анализ взвешенных сетей корреляции генов, исследователи выявили 418 ключевых генов, связанных с остеопорозом, и 1571 ген, связанный с ревматоидным артритом. Дальнейший анализ позволил выделить 23 ключевых гена, которые играют важную роль в обоих заболеваниях. Эти гены были связаны с наследованием органелл (в частности, аппарата Гольджи) и оссификацией, а также с такими сигнальными путями, как дифференцировка остеокластов и путь MAPK.

Из этого списка авторы отобрали 10 генов, связанных с апоптозом: BRD4, MMP14, NR4A1, ATXN2L, NFKB2, MAVS, GOLGA2, PLK3, JUNB и ACIN1. Применение методов машинного обучения, включая LASSO и метод случайного леса, позволило выделить ключевых гена — ATXN2L и MMP14, которые участвуют в развитии остеопороза и ревматоидного артрита. ATXN2L кодирует атаксин-подобный белок 2, который регулирует процессы апоптоза, а матриксная металлопротеиназа MMP14 отвечает за ремоделирование тканей и деградацию внеклеточного матрикса.

Корреляционный анализ показал, что ATXN2L положительно коррелирует с активностью B-клеток, CD4⁺ T-клеток памяти и регуляторных T-клеток, тогда как MMP14 положительно коррелирует с памятью B-клеток и отрицательно — с CD4⁺ T-клетками памяти в состоянии покоя.

Также авторы оценили диагностический потенциал этих генов с помощью ROC-анализа. Площадь под кривой (ROC AUC) составила 0,667 для ATXN2L и 0, 649 — для MMP14. По словам авторов, это достаточно хорошая диагностическая эффективность, хотя в целом значения AUC, близкие к 0,5, принято считать невысокой точностью классификации.

Таким образом, исследователи установили, что гены ATXN2L и MMP14 играют важную роль в патогенезе остеопороза и ревматоидного артрита. Работа подчеркивает важность апоптоза при остеопорозе и ревматоидном артрите, а выявленные гены могут стать терапевтическими мишенями при данных заболеваниях.

Хроническое воспаление при ревматоидном артрите связано с когнитивными нарушениями