文章标题：Similarities and differences between osteoarthritis and rheumatoid arthritis: insights from Mendelian randomization and transcriptome analysis
中文标题：骨关节炎和类风湿性关节炎的异同:来自孟德尔随机化和转录组分析的见解
发表期刊：Journal of Translational Medicine
发表时间：2024年9月
影响因子：6.1/Q1
骨关节炎 （OA） 和类风湿性关节炎 （RA） 是两种最常见的关节疾病，会导致患者疼痛和活动受限。RA 和 OA 有许多相似之处，都涉及关节软骨变性、滑膜炎和骨赘增生。然而，这两种疾病的发病机制不同，在很大程度上仍然未知。因此，本研究旨在通过孟德尔随机化(MR)和转录组分析来探讨两种疾病的异同。
研究方法
首先对 OA 和 RA 的全基因组关联研究 （GWAS） 的表型数据进行了相关性分析。然后，我们对 OA 、 RA 和正常患者的差异表达基因进行了功能和通路富集。根据基因表达分析关节炎中免疫细胞的浸润情况。最后，以炎性细胞因子和免疫细胞作为暴露，以关节炎为结果进行 MR 分析。通过两种分析方法获得相同和不同的关键细胞因子和免疫细胞。
结果分析
1. OA 和 RA 的遗传相关性
将 OA 和 RA 的数据集与多个 GWAS 进行比较，我们发现两种疾病的基因位点之间存在关联 （p < 0.05）。这表明 OA 和 RA 之间可能存在遗传相关性。1然而，两种疾病的 GWAS 结果没有发现重叠的基因座。
2. 鉴定 OA 和 RA 之间的共同基因
为了进一步研究 OA 和 RA 之间的异同，我们使用转录组数据来筛选与这两种关节炎相关的常见和不同基因。DEGs 的重叠分析显示，385 个 DEGs 是 OA 、 RA 和正常对照之间的共同 DEGs。数据集的 PCA 聚类分析显示，OA、RA 和正常对照之间存在显著差异，而 OA 和 RA 之间存在相似性。
3. 鉴定 OA 和 RA 之间的差异基因
在维恩图中，在排除 24 个相同的基因后，371 个基因是 OA 和 RA 之间不同的 DEGs。
4. OA 和 RA 中相似和不同的免疫细胞浸润
为了进一步探索两种疾病之间免疫细胞的异同，我们使用了两种算法。MCP 算法显示，T 细胞、细胞毒性淋巴细胞、B 细胞和单核细胞的数量在正常对照组中最低，具有中度 OA 和最高 RA。使用 CIBERSORT 算法的进一步验证表明 CD8 + T 细胞和 Tregs 细胞表现出相同的趋势。小提琴图显示，与 OA 相比，RA 组浆细胞、活化的 CD4 + T 细胞和辅助性 T 细胞更多。然而，与正常对照相比，尽管 OA 组的这些细胞数量较高，但差异无统计学意义。
5. 使用 MR 分析鉴定 OA 和 RA 之间的常见和差异细胞因子
转录组分析显示，细胞因子在关节炎中起核心作用，我们使用 MR 进一步分析了关节炎中的特异性细胞因子。我们测定了总 OA 、膝关节 OA 和髋关节 OA 的 SNP，并使用 IVW 方法鉴定了与三种类型 OA 相关的炎症细胞因子。
6. 使用 MR 分析鉴定 OA 和 RA 之间的常见和差异免疫细胞
为了研究免疫细胞对 OA 和 RA 的因果影响，我们进行了相同的分组和 MR 分析。在 OA 中共鉴定出 28 种免疫细胞表型，包括 16 种保护性表型和 12 种致病性表型。总 OA 和膝关节 OA 有两个相同的致病性免疫细胞（CD27 在未转换的记忆 B 细胞上，CCR7 在初始 CD4 + T 细胞上），而总 OA 和髋关节 OA 有一个相同的致病性免疫细胞（CD14 + CD16- 单核细胞上的 CCR2）。
文章小结
GWAS 表明 OA 和 RA 之间存在遗传相关性。OA 和 RA 的共同功能在于它们对细胞因子的反应而富集，而差异在于淋巴细胞活化。T 细胞是区分 OA 和 RA 的主要免疫细胞。MR 分析进一步揭示 OA 与更多的保护性细胞因子相关，并且 RA 中的大多数细胞因子是致病性的。此外，初始 CD4 + T 细胞上的 CCR7 与 OA 呈正相关。CD4 + T 细胞上的 SSC-A 与 RA 呈负相关，而 CD33 上的 HLA DR-HLA DR + 与 RA 呈正相关。如果您对生信分析和公共数据库挖掘感兴趣，但时间和精力有限或者缺乏相关经验，小骨非常乐意为您提供如下服务：免费思路评估、付费方案设计和生信分析等，有意向的老师欢迎联系小骨哦！
