《Frontiers in Immunology》：Identification and histological validation of autophagy-related core genes ADRB2 and PLK2 in keloids, with integrated immune infiltration analysis
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本研究通过整合转录组数据与机器学习算法，首次系统性鉴定ADRBRB2和PLK2作为瘢痕疙瘩中自噬相关核心基因，结合免疫浸润分析与实验验证，揭示其通过调控自噬通路（如LC3-II/LC3-I、p62）与免疫细胞（如CD8+T细胞、Treg）互作参与纤维化进程，为靶向治疗提供新视角。
引言
瘢痕疙瘩是一种以真皮结缔组织过度增生为特征的病理性纤维化瘢痕，其发病与成纤维细胞异常活化、胶原过度沉积（如COL1/COL3）及自噬（autophagy）失调密切相关。尽管TGF-β/Smad、Wnt/β-catenin等信号通路已被证实参与其发生，但自噬相关核心基因的调控机制尚不明确。本研究通过整合多组学数据与机器学习算法，聚焦自噬相关基因（ARGs）在瘢痕疙瘩中的作用，并探索其与免疫微环境的交互关系。
材料与方法
从GEO数据库获取5个瘢痕疙瘩转录组数据集（GSE44270、GSE145725等），经limma包标准化和ComBat算法校正批次效应后，联合差异表达分析、加权基因共表达网络分析（WGCNA）筛选候选基因。采用LASSO、SVM-RFE和随机森林三种机器学习算法交叉验证核心基因，并通过单样本基因集富集分析（ssGSEA）评估免疫细胞相关信号富集情况。实验验证部分收集4对患者瘢痕与正常皮肤组织，通过H&E染色、Masson三色染色、免疫组化（IHC）和Western blot（WB）检测基因表达；体外培养正常成纤维细胞（NFs）与瘢痕成纤维细胞（KFs），利用EBSS（自噬诱导剂）和氯喹（CQ，自噬抑制剂）干预，通过MDC荧光染色和WB分析自噬标志物（LC3-II/LC3-I、p62）及靶基因表达。
结果
- 1.
差异表达与WGCNA模块分析：共识别601个差异表达基因（DEGs），WGCNA筛选出与瘢痕显著相关的黄色模块（r=0.73）和蓝色模块（r=0.92），其与自噬基因集交集后获得10个候选基因（如ADRB2、PLK2、EPAS1）。
- 2.
机器学习筛选核心基因：LASSO、SVM-RFE和随机森林算法共同指向ADRB2与PLK2为关键基因。GO/KEGG富集分析显示二者参与“自噬调控”“神经活性配体-受体相互作用”等通路。
- 3.
诊断效能与免疫关联：训练集中ADRB2与PLK2的AUC值分别为0.991和0.974，验证集（GSE7890）中仍保持判别力（AUCPLK2=0.889）。ssGSEA提示瘢痕组织中中性粒细胞、M1巨噬细胞相关信号富集，且ADRB2与效应CD8+T细胞信号正相关，PLK2与浆细胞样树突状细胞（pDC）信号负相关。
- 4.
组织与蛋白水平验证：瘢痕组织呈现真皮增厚和胶原紊乱，IHC与WB均证实ADRB2与PLK2在瘢痕中表达显著上调（PLK2蛋白升高约2.4倍）。
- 5.
细胞功能实验：KFs中COL1/COL3、LC3-II/LC3-I和p62均升高，自噬调控可逆性影响ADRB2表达（EBSS下调、CQ上调），而PLK2表达稳定，提示ADRB2可能受自噬下游调控，PLK2或为上游调节因子。
讨论
本研究通过多维度数据整合首次明确ADRB2与PLK2作为瘢痕疙瘩中自噬相关核心基因。ADRB2（β2-肾上腺素能受体）可能通过cAMP/PKA通路调节自噬与T细胞功能，而PLK2（Polo样激酶2）可能通过mTOR/AMPK通路影响自噬启动。二者在免疫微环境重塑（如调节CD8+T细胞与Treg平衡）及胶原代谢中的协同作用，为揭示瘢疙瘩纤维化机制提供了新视角。局限性包括样本量较小、缺乏直接功能验证，未来需通过基因编辑等手段深入探索其因果关联。
结论
ADRB2与PLK2是瘢痕疙瘩中潜在的自噬与免疫相关生物标志物，其表达与纤维化表型及自噬流紊乱密切相关，有望成为靶向治疗研究的新方向。
